趙佰千

（陜西德源府谷能源有限公司，陜西榆林 719407）

1. 概述

本機組采用40%BMCR的高低壓二級串聯(lián)旁路系統(tǒng)。高旁為40% 額定容量，低旁為40% 額定容量。高壓旁路管道從主蒸汽總管上接出，經(jīng)旁路閥減溫減壓后接至低溫再熱總管，高旁減溫水取自給水泵出口的給水母管。

（1）旁路控制系統(tǒng)：汽輪機采用旁路系統(tǒng)，可以有效地降低能耗，增大機組運行的可靠性。

（2）旁路系統(tǒng)的作用：在機組啟動期間，加快鍋爐和主蒸汽、再熱器管道的升溫、升壓速度，使蒸汽參數(shù)盡快地達到汽輪機沖轉(zhuǎn)的要求，縮短機組啟動的時間。同時在啟動期間還回收了工質(zhì)、降低了噪音。

（3）汽輪機高壓旁路系統(tǒng)：主蒸汽管路和冷段再熱蒸汽管路之間，直接由一根連接管連接起來，而高壓旁路控制閥位于連接管道上。高壓旁路閥用來旁通到高壓缸的過熱蒸汽，同時該閥將主蒸汽壓力減壓至再熱冷段壓力水平。在將主蒸汽通過旁路系統(tǒng)減壓到再熱冷段之前，其蒸汽溫度必須減溫至預先設(shè)定值。

2. 高壓旁路閥常見故障分析（#1機組為例）

2.1 高壓旁路閥內(nèi)漏

（1）氣動門關(guān)閉壓力不足，造成閥門關(guān)閉不到位，封閉不嚴，介質(zhì)蒸汽通過閥門密封面結(jié)合不嚴之處泄漏至閥門后流向排汽裝置。

（2）機組啟動期間，蒸汽品質(zhì)不良，蒸汽中含有氧化皮等微小金屬顆粒蒸汽快速高壓蒸汽帶動下，沖擊閥門密封面，使密封面表面受損，造成密封不嚴閥門內(nèi)漏。

（3）機組啟動期間，高壓旁路閥前主汽管道暖管不充分，在高壓旁路閥開啟期間，管道有大量疏水，汽水混合物通過高壓旁路閥，形成“水刀”對閥門密封面造成快速沖刷，結(jié)合面受損；機組啟動后，關(guān)閉高壓旁路閥，結(jié)合面不嚴造成泄漏。

（4）機組啟動期間，高壓旁路閥前主汽管道疏水管閥門開啟不及時，造成大量疏水進入高壓旁路閥的入口管道，途徑高壓旁路閥，對閥門密封面造成快速沖刷，結(jié)合面受損；機組啟動后，關(guān)閉高壓旁路閥，結(jié)合面不嚴造成泄漏。

（5）高壓旁路閥前入口管道與主蒸汽母管間距大于2m，由于入口管道過長，機組啟動期間，此段管路產(chǎn)生疏水與蒸汽混合途徑高壓旁路閥密封面，此管段形成的疏水造成對高壓旁路閥密封面沖刷。

（6）主蒸汽的過熱度不夠。閥前的蒸汽不是過熱蒸汽，是濕蒸汽；多次啟停機尤其是冬季機組啟動時，濕蒸汽在高壓旁路閥開度小于15%時對閥芯密封面沖刷嚴重。

（7）高壓旁路閥閥芯、閥座不同心，密封面接觸不良。

（8）高壓旁路閥限位調(diào)整不準確，限位調(diào)整時顯示為“0”位，實際未到“0”位。

（9）高壓旁路閥解體檢修期間，閥芯閥座密封面受到機械損傷。

（10）高壓旁路閥入口閥籠沖刷，進汽不均，造成閥芯密封面吹損，閥門內(nèi)漏。

2.2 高壓旁路閥出口蒸汽溫度無法精確調(diào)節(jié)

（1）高壓旁路減溫水噴嘴異物堵塞，無法正常噴水降溫，經(jīng)過高壓旁路閥的主蒸汽因無減溫水或者減溫水流量過低，無法達到通過的主蒸汽降溫效果。

（2）噴嘴脫落至高壓旁路閥后管道，脫落后來自給水管道的噴水成股流入高壓旁路閥，無法真正起到對主蒸汽降溫效果。

（3）高壓旁路減溫水隔離門、調(diào)門密封面沖刷或者密封面有異物擠壓，造成機組正常運行期間無法關(guān)閉嚴密而內(nèi)漏，使高壓旁路閥后冷再蒸汽過度降溫，影響機組熱效率，是高壓旁路閥后管材急劇降溫，降低管材性能。

（4）高壓旁路減溫水調(diào)門調(diào)節(jié)精度差，不能細致調(diào)節(jié)，造成開度微量變化，減溫水流量偏大或者偏小，無法精確調(diào)至合理溫度區(qū)間。

（5）高壓旁路閥入口閥籠沖刷，來自主蒸汽管道的蒸汽不能均勻進入高壓旁路閥，造成進入高壓旁路閥的蒸汽分布不均，在減溫水噴灑時，蒸汽與減溫水不能很好地融合降溫，造成高壓旁路閥出口蒸汽無法精度調(diào)節(jié)至合理區(qū)域范圍。

（6）減溫水噴嘴入口管道焊縫開裂，造成進入噴嘴的減溫水霧化效果不均勻，進一步使進入高壓旁路閥的主蒸汽降溫不穩(wěn)定。

2.3 機組啟動期間，高壓旁路閥噪音大、高頻振動（2017年，#1機組為例）

（1）高壓旁路閥的出口閥籠起到減壓降噪的作用，其長期經(jīng)受高溫高壓蒸汽的沖刷，經(jīng)常出現(xiàn)磨損減薄的問題。高壓旁路閥出口一級閥籠碎裂，閥芯、閥座密封面沖刷嚴重，由于高壓旁路閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)改變，蒸汽流經(jīng)時產(chǎn)生渦流并形成脈動，造成管道產(chǎn)生高頻振動，促使管道附件設(shè)備連接點產(chǎn)生應力疲勞斷裂泄漏。

（2）自機組投運以來多次檢修高壓旁路閥，閥芯與閥座沖刷嚴重，結(jié) CCI廠家分析，認為是濕蒸汽沖蝕造成閥芯與閥座沖刷。為解決該問題，2014年5月，在高壓旁路閥前1.5m處加裝一路76×10疏水管道，同時在高壓旁路閥前約7m處加裝一只電動閘閥，閥芯與閥籠沖刷問題有所緩解。從搜集到的一級閥籠碎片表面顏色分析，閥籠的破損是逐步損壞，并非全部是本次機組啟動過程中破損，濕蒸汽長期沖蝕是造成出口閥籠損壞的一個原因。

（3）調(diào)閱2011年檢修期間拍攝的照片，對比分析發(fā)現(xiàn)一級閥籠焊接發(fā)現(xiàn)異常，分析可能是焊縫未滿焊或是已出現(xiàn)裂縫，導致閥籠在蒸汽的作用力下脫落損壞。

（4）高壓旁路閥運行期間，由于過程振動造成噴嘴脫落，在投入高旁減溫水后減溫水霧化效果差，整股減溫水流入高壓旁路閥后，使高溫的高旁出口閥籠突然降溫，造成高旁出口閥籠金屬性能急速下降。加速高旁出口閥籠脫落現(xiàn)象發(fā)生。

3. 針對高壓旁路閥常見故障解決對策與預防措施

3.1 高壓旁路閥內(nèi)漏解決對策與預防措施

（1）調(diào)節(jié)增加氣動門壓縮空氣壓力一個等級。在確保閥門氣缸無漏氣或因修復產(chǎn)生缸體變形等其他異常情況下，將氣動執(zhí)行機構(gòu)進行改造，增加氣動執(zhí)行機構(gòu)強關(guān)手輪，在高壓旁路閥氣動關(guān)閉后再借用強關(guān)手輪機構(gòu)關(guān)閉，起到機械關(guān)閉＋氣源關(guān)閉共同合力關(guān)閉閥門的效果，提升閥門關(guān)閉力。將氣動執(zhí)行機構(gòu)調(diào)研改造成關(guān)閉力矩足夠的電動執(zhí)行機構(gòu)，將氣動執(zhí)行機構(gòu)調(diào)研改造成關(guān)閉力矩足夠的液動執(zhí)行機構(gòu)或者將氣動執(zhí)行機構(gòu)+液動聯(lián)合操作。經(jīng)常檢查高壓旁路閥氣缸區(qū)域環(huán)境溫度情況，保溫是否完好，防止環(huán)境溫度過高加速氣缸密封圈老化，氣缸上下缸串氣或者氣缸向外漏氣，造成氣缸壓力不足，一旦發(fā)現(xiàn)漏氣及時處理氣缸密封面確保氣源嚴密無泄漏，用上述方案解決閥門關(guān)閉不到位、封閉不嚴的問題。

（2）在機組檢修期間，過熱器、主蒸汽管道焊接檢修時及時清理管道內(nèi)部異物，確保管道內(nèi)部干凈無雜物。每逢機組檢修時及時清理排汽裝置除鐵器，排汽裝置內(nèi)部底層異物，防止金屬顆粒等在凝結(jié)水系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)，在高壓旁路閥開啟前及時打開主蒸汽管道母管疏水門、主蒸汽管道左側(cè)、右側(cè)支管疏水門，確保及時將蒸汽管道底部異物通過疏水提前排至排汽裝置，最大程度地減少管道內(nèi)部的氧化皮等微小金屬顆粒?；瀱T及時做好主蒸汽品質(zhì)化驗，及時化驗給水、凝結(jié)水確保水質(zhì)合格，汽水品質(zhì)差時及時采取措施。

（3）機組啟動期間，主蒸汽管道暖管時間確保充足，及時打開主蒸汽母管、左右側(cè)支管管道疏水門，將管道暖管產(chǎn)生的疏水及時通過各路疏水管道排至排汽裝置，防止主蒸汽管道內(nèi)部疏水積存，在高壓旁路閥開啟期間形成“水刀”對閥門密封面造成快速沖刷，結(jié)合面受損情況發(fā)生，在關(guān)閉高壓旁路閥后結(jié)合面不嚴泄漏。

（4）由于高壓旁路閥前入口管道與主蒸汽母管間距大于2m，入口管道過長，此管段產(chǎn)生疏水無法及時疏出，則在高旁前入口管道底部開孔，增加一路疏水接至排汽裝置。該疏水管路設(shè)置疏水手動門、氣動門各1只，機組啟動期間，在高壓旁路閥開啟前，及時將此段管路產(chǎn)生疏水排出，防止此管段形成的疏水造成對高壓旁路閥密封面沖刷。

（5）完善機組冷態(tài)啟動高壓旁路閥操作要求：鍋爐點火，開啟高壓旁路閥前疏水手動門，同時開啟旁路各段疏水，待鍋爐升壓至1.0MPa以上，高壓旁路閥前溫度有30℃以上的過熱度（215℃），開啟高旁，先開10%～15%，使得汽流流過過熱器和再熱器。主汽壓力達1.7MPa后，維持壓力不變逐步開大旁路，高壓旁路閥位達30%以上時，維持開度不變鍋爐升壓，當升壓至6.0MPa時，改為壓力控制，逐漸開大高壓旁路閥，當閥位開大至70% 開度后流量接近切缸流量，進行切缸操作，逐步關(guān)閉高壓旁路閥。防止閥前的蒸汽是濕蒸汽，濕蒸汽在高壓旁路閥開度小于5%時對閥芯密封面沖刷。

（6）在機組檢修期間，高壓旁路閥解體檢修后，第一時間對高壓旁路閥密封面進行紅丹粉接觸試驗，檢驗密封面壓痕情況，確保壓線合格，密封面接觸良好，并進行煤油滲透試驗，確保在規(guī)定時間內(nèi)無滲漏，否則進行重新檢修密封面。

（7）對高壓旁路閥開關(guān)限位“0”進行調(diào)整校正，指令、反饋與就地機械指示“0”位三者一致，確保準確。

（8）高壓旁路閥解體檢修期間，對拆下的零部件那還早標準化要求，保護到位，擺放規(guī)范，防止發(fā)生碰撞、掉落造成閥芯閥座密封面受到機械損傷，一旦發(fā)現(xiàn)，及時及進行檢查處理，禁止閥門“帶病”回裝。

（9）每次機組檢修，都要檢查高壓旁路閥入口閥籠，對于那些因沖刷并聯(lián)的節(jié)流孔，進行外出修復，根據(jù)檢修頻次，在高壓旁路閥回裝時對入口閥籠“迎汽面”及時進行對調(diào)，防止蒸汽長時間吹損同一區(qū)域，進一步吹損密封面。

（10）由于高壓旁路閥在開機過程中作用重大，運行環(huán)境惡劣，密封面一旦受損，在機組正常運行，該閥門正常后會存在不同程度內(nèi)漏情況。隨著時間增加，內(nèi)漏程度會不斷增加，對節(jié)能造成極為不利影響，對管道不斷沖刷，高壓旁路閥出口管材性能老化加速，給機組安全運行帶來隱患。為此，在高壓旁路閥前管道上加裝一只定做電動閘閥，在機組啟動前開啟該電動閘閥，機組正常運行后關(guān)閉該電動閘閥，有效防止高壓旁路閥內(nèi)漏現(xiàn)象擴大（如圖 1）。

圖1 高壓旁路閥接入管路圖

（11）日常維護期間，常備一套高壓旁路閥閥芯、閥座閥桿組件、密封組件，預防機組突然短時間調(diào)停，能夠及時對高壓旁路閥進行解體檢修。

（12）對高壓旁路閥閥芯閥座密封面進行改造，改為新型防沖刷結(jié)構(gòu)，在閥門開啟期間，蒸汽直接接觸密封面防護套，有效保護了閥門密封面，確保密封面完好效果，防止閥門內(nèi)漏。

（13）高壓旁路閥檢修期間，嚴格按照說明書、檢修規(guī)程進行拆裝、檢修，包括密封圈安裝，螺栓擰緊方式、數(shù)據(jù)要求，確保檢修安裝工藝復合要求。

3.2 高旁閥出口溫度無法調(diào)節(jié)解決對策與預防措施

（1）解體檢查高旁減溫水噴嘴是否異物堵塞，及時發(fā)現(xiàn)和清理異物，查明異物來源，然后按照檢修規(guī)程回裝。

（2）解體檢查噴嘴是否脫落，若脫落，及時找回脫落的噴嘴，查明脫落原因，必要時更換新的噴嘴。

（3）解體檢查高旁減溫水隔離門、調(diào)門密封面是否沖刷或者密封面有異物擠壓，若異物擠壓，查明異物來源，查看擠壓閥門處閥門密封線是否受損，否則進行修復密封面后回裝。若因高旁減溫水隔離門、調(diào)門密封面沖刷，及時研磨修復密封面，然后紅丹粉試驗密封線合格后回裝閥門。

（4）高旁減溫水調(diào)門調(diào)節(jié)精度差，不能細致調(diào)節(jié)，及時改造閥籠孔徑，通過改造閥門孔徑使減溫水流量在開度一定的情況下降溫合格。

（5）解體檢查高壓旁路閥入口閥籠，若沖刷，及時修復閥籠或者更換新閥籠，若暫無備品或者無法修復，可暫時將較好的一面迎對進汽面。

（6）若減溫水噴嘴入口管道焊縫開裂，則對噴嘴焊縫進行挖補焊接，確保減溫水管路嚴密無泄漏。

3.3 高旁閥噪音大、高頻振動解決對策與預防措施

（1）每次機組C級及以上等以上等級檢修，及時解體檢查高壓旁路閥，利用內(nèi)窺鏡檢查高壓旁路閥出口閥籠是否存在異物，一級閥籠焊縫檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

（2）高壓旁路閥開啟期間確保蒸汽為飽和蒸汽，防止?jié)裾羝斐稍摳邏号月烽y出口一級閥籠沖刷。

（3）每次機組C級及以上等級檢修，解體檢修高壓旁路閥減溫水噴嘴，確保減溫水噴嘴完好，無堵塞，螺栓緊固無松動，結(jié)合面密封墊完好。

4. 結(jié)語

基于高壓旁路閥在電力行業(yè)的廣泛使用，高壓旁路閥常見故障以及使用壽命直接影響著企業(yè)的安全、經(jīng)營業(yè)績。實踐證明，上述總結(jié)出的解決預防對策，大大提升了高壓旁路閥健康運行水平，減少了設(shè)備維修工作量，真正做到了設(shè)備點檢定修、狀態(tài)檢修，節(jié)能降耗，為機組安全經(jīng)濟運行提供可靠保障！