淺議發(fā)電廠閥門泄漏及防治

關(guān)晉濤

（上海核工程研究設(shè)計(jì)院有限公司，上海 200233）

在發(fā)電廠日常工作中，閥門主要用于控制流體介質(zhì)在站內(nèi)設(shè)備與管路間的流動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn),其在機(jī)組運(yùn)行系統(tǒng)中被譽(yù)為“咽喉”。

面對(duì)目前資源日益稀缺的全球現(xiàn)狀，世界各國也提出日益嚴(yán)苛的節(jié)能減排要求，我國近年來在資源節(jié)約、減少排放的道路上不斷探索，提出了碳中和等相關(guān)戰(zhàn)略概念。電力企業(yè)也響應(yīng)國家號(hào)召,對(duì)發(fā)電機(jī)組能耗、成本的縮減越來越重視。其中，減少能耗與成本的重要途徑之一是優(yōu)化流體介質(zhì)的流動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，減少流體介質(zhì)在閥門處的泄漏量。

閥門的泄漏形式主要分為閥門外漏與閥門內(nèi)漏，泄漏現(xiàn)象常出現(xiàn)在密封機(jī)構(gòu)及閥體等位置。閥門泄漏隨時(shí)間推移會(huì)造成閥桿和法蘭密封面等的沖蝕,最終造成閥門完全失效。

在閥門泄漏過程中，流體介質(zhì)會(huì)從泄漏口流出造成流量損失，其會(huì)使電廠生產(chǎn)過程增加能耗、提高成本、降低經(jīng)濟(jì)性，嚴(yán)重情況下影響電力安全產(chǎn)出。并且不及時(shí)修理閥門泄漏會(huì)造成閥門泄漏口沖蝕，泄漏量不斷增加，最終閥門報(bào)廢影響生產(chǎn)。如果流體介質(zhì)具有危險(xiǎn)特性（如易燃、易爆、腐蝕性、毒性等）在發(fā)生泄漏時(shí)，存在安全隱患，極易引起火災(zāi)、爆炸等安全事故，威脅電廠內(nèi)工作人員生命安全。所以，電廠內(nèi)閥門泄漏的防治對(duì)提高電廠經(jīng)濟(jì)效益、保護(hù)周邊環(huán)境、確保工作人員人身安全等具有重要作用。

1 閥門外漏的成因

1.1 閥門填料泄漏

閥桿與閥門填料之間存在以轉(zhuǎn)動(dòng)為主的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在閥門使用過程中，隨著開關(guān)狀態(tài)不斷切換,閥桿與閥門填料之間不斷發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。閥門填料在扭轉(zhuǎn)、壓力、溫度等作用下,填料不斷承受擠壓壓力,自身老化導(dǎo)致力學(xué)性能的降低等原因，所以該部位存在疲勞失效風(fēng)險(xiǎn)，極易出現(xiàn)泄漏。當(dāng)填料失效時(shí)，流體介質(zhì)就會(huì)沿著填料與填料間或填料與閥桿間的縫隙向外泄漏,泄漏過程中流體介質(zhì)不斷沖蝕填料與閥桿，從而導(dǎo)致泄漏不斷擴(kuò)大。

1.2 法蘭泄漏

閥門法蘭處依靠兩法蘭間的螺栓、螺母與墊片密封,通過對(duì)螺栓施加預(yù)緊力，作用到墊片上以提供密封壓力,流體介質(zhì)便無法從法蘭連接處逃逸。法蘭連接處的泄漏主要包括螺栓預(yù)緊力不足導(dǎo)致墊片密封壓力不足或過度,墊片與法蘭接觸面粗糙度不達(dá)標(biāo)、形變和錯(cuò)位等都引起密封不嚴(yán)導(dǎo)致泄漏。另外，螺栓老化變形、龜裂等也會(huì)造成泄漏。

1.3 閥體外漏

閥體外漏主要由于閥門本身制造缺陷及運(yùn)輸安裝過程中的人為因素造成，如閥門制造過程中產(chǎn)生的裂紋、氣孔，運(yùn)輸安裝過程中人為失誤對(duì)閥體表面造成的裂紋，以及使用過程中沖蝕作用造成的泄漏等。

2 閥門內(nèi)漏的成因

閥門內(nèi)泄漏通常是密封機(jī)構(gòu)處的密封不嚴(yán)造成的泄漏：（1）由于生產(chǎn)廠家在閥門設(shè)計(jì)中的缺陷、生產(chǎn)過程中的誤差造成閥門密封不嚴(yán)形成裂縫等造成。（2）在運(yùn)輸、安裝、檢測(cè)過程中對(duì)密封件造成損傷，導(dǎo)致密封不嚴(yán)而泄漏。（3）管路中輸送流體介質(zhì)中存在雜質(zhì)，雜質(zhì)在運(yùn)輸過程中長時(shí)間摩擦閥門密封圈，最終導(dǎo)致內(nèi)漏。（4）在操作閥門時(shí)，用力過大，造成閥桿等部件形變，或由于閉合不徹底，導(dǎo)致兩側(cè)存在壓差無法抵消，兩側(cè)流體介質(zhì)不斷沖蝕閥芯，最終導(dǎo)致密封圈及閥芯乃至整個(gè)閥體泄漏。（5）由于閥桿在調(diào)整過程中常出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象，會(huì)卡住閥門，調(diào)整閥門內(nèi)的行程時(shí)，閥桿頂撞閥芯或者密封圈形成損壞，導(dǎo)致密封圈及閥芯乃至整個(gè)閥體泄漏。

3 電廠閥門泄漏后果

（1）對(duì)于整個(gè)電廠閥門的泄漏量就是電廠生產(chǎn)過程中徒增成本。泄漏出現(xiàn)后不及時(shí)發(fā)現(xiàn)、處理，泄漏量會(huì)越來越大，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益下降，降低機(jī)組效率。機(jī)組補(bǔ)給水汽泄漏會(huì)導(dǎo)致需要向機(jī)組補(bǔ)給比原本更多的水汽量，以保證機(jī)組正常工作，補(bǔ)給水量增加就需要消耗更多能源，機(jī)組總成本也就隨之提高。（2）機(jī)組閥門泄漏，易產(chǎn)生較大噪聲、環(huán)境污染。機(jī)組工作中泄漏，會(huì)產(chǎn)生管路振動(dòng)，影響工作環(huán)境；如果流體介質(zhì)是易燃、易爆、毒性、腐蝕性，更會(huì)造成工作環(huán)境的嚴(yán)重污染，甚至影響工作人員的生命安全。閥門泄漏后介質(zhì)在內(nèi)漏處分流成為細(xì)小流體不斷沖蝕密封圈或閥芯，導(dǎo)致泄漏面積不斷增大，泄漏量不斷增大，最終閥門完全損壞，同時(shí)，管道內(nèi)也會(huì)不斷受到?jīng)_擊，使受沖擊位置逐漸變薄，最終管道破裂，危及工作人員人身安全，影響機(jī)組效益。

4 閥門泄漏防治方法

機(jī)組閥門出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象后，需要根據(jù)具體泄漏位置具體進(jìn)行分類處理。

（1）泄漏位置可以停止運(yùn)行情況下，可通過更換損壞零件，如墊片等進(jìn)行處理，泄漏情況嚴(yán)重的情況可直接替換閥門間確保機(jī)組正常工作。（2）泄漏位置無法停止運(yùn)行，要求保證運(yùn)行情況下，則需要保證處理方式的有效性，目前機(jī)組常用防漏處理方法為帶壓堵漏、帶壓焊接等方式，這些方法成本高，專業(yè)性強(qiáng)，但能在保證機(jī)組運(yùn)行的情況下進(jìn)行防漏，具有針對(duì)性。

4.1 閥桿泄漏處理

損壞件更換。閥門維修過程為保證閥門連接緊密，需要在壓蓋與填料處留一定距離，如果壓蓋處螺栓損壞或銹蝕，需要閥門維修人員關(guān)閉閥門，先對(duì)損壞螺桿進(jìn)行更換，再進(jìn)行其他零件的更換，以確保閥桿與固定件之間的緊密性。

4.2 閥門閥蓋及法蘭泄漏處理

（1）緊固螺栓。在泄漏量較小時(shí)，通過螺栓緊固提高墊片所受壓力，提高密封可靠性。通常情況下，密封墊片為金屬墊片，維修人員需要保證螺栓緊固恰當(dāng)，既要避免螺栓緊固過度，也要保證緊固不足的情況。在緊固螺栓過程中，不要盲目操作，以防引起不必要的損壞問題。這種方法適用于密封墊片為金屬纏繞墊的法蘭構(gòu)件。（2）焊接處理。針對(duì)法蘭間隙小，泄漏量不嚴(yán)重的情況。將兩個(gè)法蘭通過帶壓焊接的方法焊接連在一起，以保證流體介質(zhì)順暢流通的作用。一般流體介質(zhì)順暢流通后再次發(fā)生泄漏概率很大，需要在操作中實(shí)現(xiàn)全焊接，即將螺栓、螺母、螺柱、法蘭全部焊接牢固。

4.3 閥體泄漏處理

（1）制作模具。閥門在機(jī)組工作過程中長期使用，由于管道內(nèi)、閥門內(nèi)流體介質(zhì)的沖蝕作用或是閥門設(shè)計(jì)缺陷，會(huì)出現(xiàn)閥門泄漏等現(xiàn)象。如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，泄漏口會(huì)逐漸擴(kuò)大，影響機(jī)組正常工作，增加成本，降低效率。可以綜合閥門位置及現(xiàn)場(chǎng)工作條件，制作配套模具，利用模具對(duì)泄漏口進(jìn)行頂壓、封堵的方法進(jìn)行處理。使用時(shí)，將模具安裝在泄漏點(diǎn)相切位置，夾緊機(jī)構(gòu)與模具、泄漏口垂直，并在泄漏口接觸面涂適當(dāng)密封材料增加密封性，實(shí)現(xiàn)模具固定，泄漏口封堵。在不更換閥門的情況下，盡可能降低流體介質(zhì)泄漏量。

（2）卡具法。機(jī)組部分帶壓閥門發(fā)生泄漏時(shí)，泄漏量大，泄漏情況惡化快，易引發(fā)機(jī)組后續(xù)安全問題，需快速實(shí)現(xiàn)泄漏口封堵，制造配套模具門難以滿足所需封堵速度?？删o急使用卡具進(jìn)行封堵處理，使用時(shí)，同樣將卡具安裝在泄漏點(diǎn)相切位置，頂壓機(jī)構(gòu)與模具、泄漏口垂直，并在泄漏口接觸面涂適當(dāng)密封材料增加密封性，實(shí)現(xiàn)卡具固定，泄漏口封堵。

（3）鉚接法。如果閥體存在氣孔、砂眼泄漏，可先氣孔、砂眼位置處打磨拋光，保證其表面具有良好粗糙度后進(jìn)行鉚接處理，能夠在較短時(shí)間內(nèi)提供良好的泄漏口封堵效果。

（4）帶壓堵漏。帶壓堵漏是保證流體介質(zhì)在流通條件下，以保證機(jī)組正常工作前提下,利用固體密封材料密封機(jī)理，在泄漏點(diǎn)利用堵漏專用設(shè)備，將密封材料在設(shè)備加熱、處理成為密封膠，并打入設(shè)備與泄漏口位置間，充滿整個(gè)泄漏口，使密封膠與泄漏流體介質(zhì)壓力平衡，堵塞介質(zhì)泄漏的通道實(shí)現(xiàn)，帶壓封堵。

（5）焊接法。在閥體介質(zhì)流量相對(duì)較小的工況下，可以應(yīng)用1個(gè)內(nèi)徑比泄漏點(diǎn)大1倍以上的帶螺紋短管，借此方式使泄漏介質(zhì)由短管中外流。短管焊在閥體上，再配合使用1個(gè)符合短管螺的堵頭，焊接工作整體完成后封鎖短管，借此方式實(shí)現(xiàn)阻止泄漏的木板。導(dǎo)流是短管最大的作用，在現(xiàn)場(chǎng)可以依照實(shí)際需求選擇不同的材料，比如，螺母、閥門等。但是，具有焊接操作中要有應(yīng)用適當(dāng)?shù)碾娏?，焊接電弧要和漏點(diǎn)維持一定距離，以防引起燒穿問題導(dǎo)致更大的泄漏。而在高溫介質(zhì)的閥門上進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)，操作人員要高度重視維持自身的安全性。

5 結(jié)語

閥門是機(jī)組系統(tǒng)的“咽喉”，閥門的泄漏會(huì)使電廠出現(xiàn)成本增加、能耗增加、效益降低、環(huán)境污染、威脅工作人員人身安全等問題。為此在本文中總結(jié)了電廠閥門內(nèi)漏與外漏的介質(zhì)泄漏常見形式，并對(duì)泄漏產(chǎn)生危害進(jìn)行了進(jìn)一步分析。通過分析泄漏的形成成因,介紹了閥門泄漏檢防治、堵漏方法，對(duì)電廠機(jī)組閥門泄漏防治具有一定的指導(dǎo)作用。