延長熱電廠密封油系統(tǒng)差壓閥服役周期

劉廷興, 李俊斌, 王曉麗

（1.上都發(fā)電有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古 上都 027200；2.豐鎮(zhèn)發(fā)電廠,內(nèi)蒙古 豐鎮(zhèn) 012100）

1 概述

熱電廠大型氫冷汽輪發(fā)電機(jī)組密封油系統(tǒng)的作用就是向汽輪發(fā)電機(jī)組密封瓦提供連續(xù)可靠的密封油,且保證密封油壓高于發(fā)電機(jī)內(nèi)氫壓一定數(shù)量值，以防止發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣沿轉(zhuǎn)軸與密封瓦之間的間隙向外泄漏，同時(shí)也防止由于密封油壓過高而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)內(nèi)大量進(jìn)油。

密封油系統(tǒng)是根據(jù)密封瓦的形式而決定的，最常見的有雙流環(huán)式密封油系統(tǒng)和單流環(huán)式密封油系統(tǒng)。有相當(dāng)一部分大型汽輪發(fā)電機(jī)組熱電廠單環(huán)流式密封油系統(tǒng)均配套的是美國FISHER科學(xué)世界公司原廠進(jìn)口的977HP型差壓閥，該差壓閥壓力調(diào)節(jié)范圍廣，調(diào)節(jié)性能非常穩(wěn)定。

2 熱電廠密封油系統(tǒng)977HP差壓閥服役中出現(xiàn)的問題分析

由于美國FISHER科學(xué)世界公司原廠進(jìn)口的977HP壓差閥具有體積小；占用空間少；便于安裝維護(hù)；適用壓力范圍廣，能滿足進(jìn)口壓力10bar和出口壓力0.14～4.1bar范圍內(nèi)的自動調(diào)節(jié)；差壓調(diào)節(jié)性能穩(wěn)定，不管發(fā)電機(jī)內(nèi)氫氣壓力如何變化，該差壓閥的平衡系統(tǒng)都能自動調(diào)節(jié)差壓閥的開度，準(zhǔn)確地控制壓差閥出口流量最終實(shí)現(xiàn)油、氫壓差的平衡的優(yōu)點(diǎn)。被廣泛應(yīng)用于各熱電廠大型氫冷汽輪發(fā)電機(jī)組單環(huán)流式密封油系統(tǒng)中。初期運(yùn)行狀況也是相當(dāng)穩(wěn)定的。但隨著使用周期的延長，特別是超過服役周期以后，也不可避免的出現(xiàn)了一些問題，而且具有一定的普遍性。

3 熱電廠密封油系統(tǒng)977HP型差壓閥服役中調(diào)節(jié)性能差的原因分析

汽輪發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行中由于發(fā)電機(jī)內(nèi)氫壓相對較高，密封油壓自動跟蹤發(fā)電機(jī)內(nèi)氫壓，維持氫油壓差在0.056MPa的范圍內(nèi)，為此要求密封瓦處密封油壓也相對較高，差壓閥的出口密封油流量較大，差壓閥的開度也相對較大。在汽輪發(fā)電機(jī)組停運(yùn)時(shí)，隨著機(jī)內(nèi)壓力的下降，差壓閥自動調(diào)節(jié)差壓閥開度，逐漸減少進(jìn)入密封瓦的密封油量，以調(diào)整密封油壓跟隨發(fā)電機(jī)內(nèi)壓力的降低而下降，從而達(dá)到保證油氫差壓維持在正常范圍內(nèi)的目的。

由于差壓閥作用閥片上的主要密封件閥板組，采用的耐沖刷橡膠，在工作中長時(shí)間受密封油高速射流的沖刷及關(guān)閉時(shí)閥座密封面的剪切擠壓，特別是在發(fā)電機(jī)內(nèi)氣體壓力降低，進(jìn)入密封瓦的密封油量下降時(shí)，由于差壓閥進(jìn)出口壓差增大，加上差壓閥開度相對較小，差壓閥閥板組受密封油高速射流的沖刷越發(fā)嚴(yán)重。隨著服役周期的延長，耐沖刷橡膠加工的閥板組密封面被油流沖刷出徑向溝痕，嚴(yán)重時(shí)會因?yàn)楦咚偕淞鞯臎_刷及受閥座密封面的擠壓而發(fā)生閥板組橡膠密封面的缺損。在機(jī)組正常運(yùn)行中，由于氫油壓力相對較高，進(jìn)入密封瓦的密封油量較大，差壓閥閥板組橡膠密封面缺損的缺陷，不會有明顯的反應(yīng)。當(dāng)機(jī)組停運(yùn)后由于發(fā)電機(jī)內(nèi)氫壓降低，密封瓦進(jìn)油量會有所減少，導(dǎo)致密封油系統(tǒng)差壓閥開度減小，這時(shí)差壓閥閥板組橡膠密封面上徑向溝痕或缺損缺陷對差壓閥調(diào)節(jié)性能的影響就會明顯的反應(yīng)出來，出現(xiàn)密封油系統(tǒng)氫油壓差增大或無法控制的嚴(yán)重現(xiàn)象。

4 廷長熱電廠密封油系統(tǒng)差壓閥服役期方案措施

（1）為防止發(fā)生發(fā)電機(jī)進(jìn)油事故的發(fā)生，保證密封油系統(tǒng)氫油壓差穩(wěn)定在正常調(diào)整值，在出現(xiàn)密封油差壓逐漸升高的初期，為保證密封氫油壓差穩(wěn)定在正常調(diào)整值，工作人員采取調(diào)節(jié)差壓閥差壓調(diào)節(jié)器來維持氫油壓在正常范圍內(nèi)的補(bǔ)救措施。但隨著時(shí)間的推移密封油高速射流對差壓閥閥板組沖刷的徑向溝痕不斷擴(kuò)大，密封油氫油壓差也緩慢增加，嚴(yán)重時(shí)只能采取關(guān)閉小差壓閥前后手動截止閥來臨時(shí)維持密封油系統(tǒng)的氫油壓差（這種狀況其實(shí)差壓閥調(diào)節(jié)性能基本喪失）。

（2）通過以上的分析，可以看出造成差壓閥閥板組密封件出現(xiàn)徑向溝痕及缺損的原因是由于密封油系統(tǒng)差壓閥長周期服役中，差壓閥閥板組橡膠密封材料受密封油高速射流沖刷及閥座擠壓而造成的。要想從根本上解決問題，在保證差壓閥調(diào)節(jié)性能的同時(shí)盡可能的延長服役周期，只能對閥板組密封材料進(jìn)行優(yōu)化，采用強(qiáng)度及韌性都優(yōu)于橡膠的密封材料，使閥板組既可保證差壓閥關(guān)閉時(shí)密封面的密封嚴(yán)密性，又要保證密封面抗密封油高速射流沖刷能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前采用的耐沖刷橡膠材料。經(jīng)過對各種密封材料性能進(jìn)行綜合比較分析，由于聚四氟乙烯與其它密封材料相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

聚四氟乙烯能在任何種類化學(xué)介質(zhì)長期使用，是當(dāng)今世界上耐腐蝕性能最佳材料之一，被廣泛應(yīng)用于各種需要抗酸堿和有機(jī)溶劑的介質(zhì)中,具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性、密封性、良好的抗老化耐力和較好的韌性，強(qiáng)度也優(yōu)于橡膠制品。在溫度 -180～250℃范圍內(nèi)，允許驟冷驟熱，或冷熱交替并可長期工作。

由于聚四氟乙烯比橡膠更適合在汽輪機(jī)油介質(zhì)中工作，并具有很好的韌性及抗沖刷性能，所以將差壓閥閥板組密封材料由原來的抗沖刷橡膠優(yōu)化改換為聚四氟乙烯材料。在差壓閥閥板組制造加工時(shí)，先將閥板組的鋁質(zhì)底板加工成6～8個均布的徑向燕尾槽，再將聚四氟乙烯模塑在帶燕尾槽的鋁質(zhì)底板上。保證聚四氟乙烯完美的與鋁板底板無縫組合在一起，以防四氟乙烯與鋁質(zhì)底板貼合不嚴(yán)密，影響差壓閥調(diào)節(jié)精度。差壓閥閥板組密封材料優(yōu)化改進(jìn)后，聚四氟乙烯的可塑性保證差壓閥關(guān)閉時(shí)閥板組與閥座的嚴(yán)密性，又從根本上防止了閥板組密封材料因油流的沖刷密封面出現(xiàn)徑向溝痕，更不會發(fā)生由于閥座擠壓造成閥板組密封材料破損殘缺的象現(xiàn)。

[1]張志強(qiáng),于達(dá)仁,徐基豫.汽輪機(jī)油系統(tǒng)故障監(jiān)測與診斷綜述[J].中國電力,2001(02).

[2]李路江,張榮佩,李寧.邯峰發(fā)電廠660MW發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)調(diào)試[J].河北電力技術(shù),2001(06).

[3]劉克為,張志強(qiáng),楊金福,高峻宏.汽輪機(jī)密封油系統(tǒng)故障樹分析[J].汽輪機(jī)技術(shù),2002(05).