超临界锅炉炉水泵出口调节阀泄漏分析及处理

                              华润力(常熟)有限公司3&ti;600MW组采用哈尔滨锅炉厂有限责任公司引进三井巴布能源公司(MitsuiBabcockEnergyLimited)技术生产的超临界参数变压运行本生直流锅炉,锅炉型号为HG1952/25。4-YM1型。

                                 

                              该锅炉的启动统为带内置式汽水分离器和循环泵的启动系统,其作用是在水冷壁中建立足够质量流量实现点火前循环清洗保护蒸发受热面、保持水动力稳定、回收热量、减少工质损失等。当锅炉负荷35%BMCR直流负荷时,经过加热的汽水混合工质通过内置式分离器产生离心分离,分离出来的水进入贮水箱,经连接在贮水箱底部的炉水循环泵,输送至锅炉省煤器入口,形成炉水复合循环。当锅炉在35%BMCR负荷以上运行时,分离器呈干态运行。正常运行期间,分离器和炉水泵系统均承受锅炉超临界运行压力(26.8MPa以上)。

                                  1 密封结构特点简介

                                 

                              本炉型中炉水循环泵出口处采用的调节阀为美国FLOWSERVE公司生产的Valtek大口径气动调节阀(14"/CL2500。/Cv1200),主要起到贮水箱液位调节作用。该阀使用CavControl控制气蚀式阀芯阀笼组件,主要由阀塞、阀笼和阀座(圈)三部分组成。阀座圈通过阀笼被压紧在阀座体,阀芯阀杆组成体在阀笼内上下移动起到调节作用。运行调节时工质从阀笼外侧流入,通过阀笼壁孔向阀笼中央汇集后经阀座圈流出。

                                 

                              对于现代高参数火组的阀门除了满足使用功能外,其密封的严密性被越来越重视,因为即使微量的泄漏也会引起密封面的损伤,所以要求密封必须严密可靠。本Valtek大口径CavControl调节阀主要存在三处密封结构:阀杆填料密封、阀盖与阀体之间的平面缠绕垫密封、阀座圈与阀座之间的平面缠绕垫密封。

                                  2 阀门产生(外)泄漏原因分析(1)

                              高温高压汽水阀门的泄漏(不管是内漏还是外漏)都会不同程度地导致阀门性能的下降,严重情况下还会造成阀门部件的损坏。但由于通常情况下Valtek的CavControl阀门在本系统中主要用于流量调节作用,系统隔绝作用一般是由其他阀门来完成的,所以该调节门外部的泄漏(阀杆填料、阀盖与阀体结合面两处密封失效导致外漏)倒是现场关注的重点。主要涉及现场的文明生产等问题,严重时会被迫停运锅炉机组,造成极大的经济损失。

                                  2.1 阀杆填料的密封结构及泄漏原因分析

                                 

                              阀杆与阀盖之间的动静密封一般都采用填料密封:填料装入填料函内,填料与、填料与填料函内壁接触面之间有一个环状微小间隙。这个间隙的大小是关系到介质泄漏量的主要因素。填料在填料函内,由于压紧力的作用而变形,从而填充环状间隙,阻止介质泄漏。在预紧力传递下,由沿程阻力所致,使每个填料圈受挤压后产生大小不等、方向相同的径向压力,外侧大内侧小。所以在填料函长度较长时,一般在中间部分加装一端间隔套,使密封预紧力能直接传递到底部密封组上(见图1)。填料密封属于动—静密封形式,其作用是防止工质外漏。

                                

  

                              本调节阀的阀杆填料密封结构也采用同样的结构:上下两组密封填料,中间有一长间隔套(见图2)。上填料组为混合安装的5道密封圈,两端为编织式石墨密封圈,中间为3道纯石墨环密封圈。下填料组采用2道编织式密封圈。在每组填料的两端各有一片填料支承垫片(防伸出环),可防止填料被挤压后进间隔套与阀杆之间的空隙中。

 

                                 



                              与一般国产阀门有所不同是该阀门的填料压盖与压盖兰为分体组合式结构。这种结构有2个作用:(1)压盖法兰与填料压盖接触部分为球面,在压紧压盖法兰时,压力通过球面的过渡传递至填料压盖,使填料压盖在一定的范围内保持垂直向下运动,从而与填料能够全面接触。(2)填料压盖一般采用铜质材料,内径与阀杆保持较小的间隙,还兼作阀杆上导向套之用。

                                 

                              在保证阀杆、填料函等部件没有缺陷、所用填料符合工况要求等前提下,有2个主要原因造成阀杆填料密封失效:一是运行次过分热紧,将填料组中间的纯石墨密封环压碎,在阀杆操作过程中,石墨碎屑被带出流失,造成密封压力减少二是填料组两端的支撑垫片被遗忘安装(或遗失),填料在壁厚较薄的填料间隔套的挤压下,变形后被挤进阀杆与填料间隔套之间的空隙中,无法再通过预紧的方法增加(或恢复)其密封压力,进一步导致该处密封的失效。

                                  2.2 阀盖与阀体之间的密封结构及泄漏原因分析

                                 

                              该阀门的阀盖与阀体没有采用目前高温高压汽水阀门常见的密封结构,而是仍采用旧式的中<

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