軸封逆止風(fēng)閥存密封結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施

亢凱鵬

摘要： 國內(nèi)某核電軸封風(fēng)機(jī)長期以來頻繁損壞給機(jī)組帶來嚴(yán)重安全隱患，結(jié)合多次搶修經(jīng)驗(yàn)判斷風(fēng)機(jī)頻繁故障的主要原因?yàn)轱L(fēng)機(jī)出口逆止閥內(nèi)漏造成，調(diào)查對(duì)比分析研究制定方案，最終成功實(shí)施了對(duì)此類逆止風(fēng)閥閥座的改造，徹底解決了此類閥門密封性不嚴(yán)的現(xiàn)象，消除了由風(fēng)閥內(nèi)漏導(dǎo)致的風(fēng)機(jī)振動(dòng)，為整個(gè)軸封系統(tǒng)的運(yùn)行提供有力保障，保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：軸封系統(tǒng)、逆止風(fēng)閥 、密封性、改進(jìn)措施

前言

汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)的功能是對(duì)主汽輪機(jī)、給水泵汽輪機(jī)的軸封和主汽輪機(jī)截止閥及調(diào)節(jié)閥的閥桿提供密封蒸汽，用以防止空氣進(jìn)入和蒸汽外漏。在汽輪機(jī)啟動(dòng)時(shí)，向主汽輪機(jī)的高、低壓缸端部軸封、給水泵汽輪機(jī)端部軸封及主汽輪機(jī)的截止閥和調(diào)節(jié)閥的閥桿密封供汽，防止空氣進(jìn)入汽缸，影響抽真空。正常運(yùn)行時(shí)，將高壓缸軸封蒸汽導(dǎo)入低壓缸軸封，防止空氣漏入，影響凝汽器真空。

1原因分析

國內(nèi)某核電軸封風(fēng)機(jī)長期以來故障頻繁，主要問題來自于軸封風(fēng)機(jī)軸承的損壞，這給機(jī)組帶來嚴(yán)重安全隱患，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)多次搶修經(jīng)驗(yàn)，分析微動(dòng)磨蝕的機(jī)理，基本判定風(fēng)機(jī)損壞為軸承微動(dòng)磨蝕造成的影響。并且在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行故障風(fēng)機(jī)維修期間發(fā)現(xiàn)備用列風(fēng)機(jī)出口逆止閥密封性較差，可目視觀察閥板存在間歇性微開、關(guān)閉、抖動(dòng)現(xiàn)象，與軸承微振磨蝕機(jī)理基本吻合，經(jīng)分析應(yīng)為運(yùn)行列風(fēng)機(jī)氣流沿出口管返至此閥門位置，當(dāng)逆止閥密封性不滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求的情況下，氣流在風(fēng)機(jī)內(nèi)部形成渦流擾動(dòng)引起風(fēng)機(jī)振動(dòng)，最終造成風(fēng)機(jī)軸承出現(xiàn)微動(dòng)磨蝕損壞，影響風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行。

目前國內(nèi)核電站使用的軸封逆止閥型號(hào)眾多，結(jié)構(gòu)與應(yīng)用情況也不盡相同，大多為不銹鋼材質(zhì)雙片閥板旋起式結(jié)構(gòu)，金屬硬密封止回閥，型號(hào)結(jié)構(gòu)說明參見圖1：

由于整個(gè)材料經(jīng)過加工、組合制作、高溫焊接等工序逐一完成后，閥板不可避免存在一定程度變形，且該逆止風(fēng)閥設(shè)計(jì)之初未考慮閥瓣與閥體流道成完全垂直狀態(tài)下，受閥板自身重力原因會(huì)產(chǎn)生向出口側(cè)的一個(gè)施加力，該應(yīng)力會(huì)直接影響閥門關(guān)閉期間密封的建立，形成流場(chǎng)擾動(dòng)閥板，即便閥門處于關(guān)閉狀態(tài)下仍然無法使閥板與閥座有效貼合密封。所以當(dāng)對(duì)該逆止風(fēng)閥密封性能要求較高時(shí)，該逆止風(fēng)閥無法滿足所需達(dá)到的密封效果。

2改造實(shí)施

總結(jié)同類閥門維修經(jīng)驗(yàn)，調(diào)查對(duì)比分析研究制定方案，經(jīng)過詳細(xì)計(jì)算、多方案逐一嘗試，最終成功實(shí)施了集團(tuán)內(nèi)首次對(duì)此類逆止風(fēng)閥閥座的改造：1.增加閥座軟密封，2.對(duì)閥板增重，3.增加閥板關(guān)閉重力角度，4.升級(jí)閥門安裝標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)與廠家技術(shù)人員交流獲得了生產(chǎn)廠家人員極力認(rèn)可，并計(jì)劃生產(chǎn)推廣使用。逆止閥密封性改造的成功徹底解決了此類閥門密封不嚴(yán)的現(xiàn)象，消除了由風(fēng)閥內(nèi)漏導(dǎo)致的風(fēng)機(jī)振動(dòng)，為整個(gè)軸封系統(tǒng)的運(yùn)行提供有力保障。通過對(duì)丁腈橡膠、氟橡膠、氯丁橡膠、乙丙橡膠、硅橡膠等常用材質(zhì)逐一對(duì)比篩選，考量拉伸強(qiáng)度、伸長率、回彈率、耐磨性、耐老化、抗蒸汽性、長期使用溫度、變型率等綜合性能，初步鎖定了氟橡膠和更好的硅橡膠密封膠條。但考慮閥板密封為定期開關(guān)間斷式密封，對(duì)材料回彈率要求較高，最終選定回彈率更好的硅橡膠材質(zhì)作為密封材料，使用φ3.5mm硅橡膠條;通過對(duì)風(fēng)機(jī)出口風(fēng)力進(jìn)行計(jì)算，對(duì)逆止風(fēng)閥閥板厚度增加，并增加逆止風(fēng)閥閥板重力關(guān)閉角度，來提升閥板與閥座貼合度。

3結(jié)果驗(yàn)證

閥門密封升級(jí)改造后離線壓力試驗(yàn)水壓、氣壓均無泄漏，這樣的密封試驗(yàn)在傳統(tǒng)逆止風(fēng)閥中幾乎不可能實(shí)現(xiàn)，這也標(biāo)志著今后所有此類閥門均可以按此方式進(jìn)行升級(jí)。該逆止風(fēng)閥的密封改造突破了傳統(tǒng)風(fēng)閥缺陷的處理解決方式，此次逆止風(fēng)閥的成功改造為同類閥門密封的處理，提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)，此方法可在國內(nèi)、外同類電站中廣泛推廣使用。

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