高溫高壓電動閘閥內(nèi)漏缺陷處理新方法

2013-09-06 黃城 廣東粵嘉電力有限公司

  2008年4月,某電力有限公司6號機A側(cè)電動主汽門因閥門調(diào)整行程過程中造成閥瓣接觸面的損壞,造成閥門內(nèi)漏,嚴重影響機組安全運行,重新購買閥門更換,造價高且更換工期長,為了盡快處理缺陷,在修復過程中采用閥芯與閥座現(xiàn)場重新修配方式,大大縮短檢修時間,同時為今后同類型設備缺陷的處理提供了新的方法和寶貴經(jīng)驗。

  某電力有限公司135MW機組為上海汽輪機有限公司生產(chǎn)的超高壓、中間再熱、雙缸雙排汽、單軸、沖動凝汽式汽輪機,主蒸汽額定壓力:13.24MPa,主蒸汽額定溫度:535℃;最高壓力:13.73MPa,最高溫度540℃;最低壓力:12.75MPa,最低溫度:520℃,額定轉(zhuǎn)速:3000r/min。新蒸汽由兩路(A、B側(cè))經(jīng)電動主汽門、自動主汽門、調(diào)速汽門和4根導管進入高壓缸。

  主蒸汽電動主汽門使用的是青島電站閥門廠生產(chǎn)的、型號為Z960Y—2500Lb的電動閘閥,由閥門本體和閥門執(zhí)行機構(gòu)(電動裝置)兩部分組成,閥門本體結(jié)構(gòu)為直通式,閥門中腔采用自緊密封式結(jié)構(gòu),閥門密封面采用楔式彈性單閘板結(jié)構(gòu)形式,閥門安裝位置與管道垂直,并使閥門中腔向上,閥門工作時,閥瓣處于全開或全關位置,不允許停留在中間位置或當調(diào)節(jié)閥使用。閥門外形尺寸及主要技術參數(shù)見表1,主要零部件及材料見表2,結(jié)構(gòu)如圖1所示。

高溫高壓電動閘閥內(nèi)漏缺陷處理新方法

1、事故經(jīng)過

  2008年4月,該廠電氣工作人員對#6機A側(cè)電動主汽門電動裝置進行更換,并對更換的新電動裝置重新進行閥門行程調(diào)整。由于新更換的電動裝置轉(zhuǎn)圈數(shù)較大,采用手動開關閥門后再整定的方法無法進行,決定將行程方法調(diào)整為:“先由電氣人員調(diào)小電動裝置過力矩,現(xiàn)場先電動操作開、關閥門,臨到位后停止,再手動開、關閥門到位,進行行程位置整定”。

電動主汽門結(jié)構(gòu)圖
電動主汽門結(jié)構(gòu)圖

圖1 電動主汽門結(jié)構(gòu)圖

  閥門行程位置整定后,進行閥門電動試開關,在閥門試開關過程中,工作人員發(fā)現(xiàn)門桿溫度有升高現(xiàn)象,電動裝置過力矩動作,工作人員經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn),閥門門桿螺紋套卡澀在門桿上,閥門處于半啟閉狀態(tài);隨即對該閥門進行解體檢查發(fā)現(xiàn):閥桿與門桿螺紋套卡死,閥桿已彎曲變形,門桿螺紋套被損壞,閥瓣與閥座密封面(機側(cè))有較深的拉傷,閥瓣與閥座接觸上部兩側(cè)均出現(xiàn)0.6~1.2mm左右的間隙。

2、原因分析

  當閥門在行程整定后,進行電動關閉時,由于關閉行程開關未起作用,行程到位后未停止,在閥門關閉過緊情況下,繼續(xù)關閉閥門,由于新更換的電動裝置轉(zhuǎn)圈數(shù)大,電動關閉閥門較為省力(銘牌標手輪轉(zhuǎn)圈數(shù)為250圈,理論上電動裝置轉(zhuǎn)250圈,閥門門桿螺牙才轉(zhuǎn)動一圈),造成過力矩不動作;當閥門關閉至不能再關時,過力矩才動作,門桿因閥門過緊而造成彎曲;閥瓣(楔型單閘板)造成錐面上部受擠壓變形,使閥瓣與閥座接觸后上部形成間隙;閥瓣與閥座密封面表面有拉傷痕跡。

  當電動重新開啟閥門時,由于電動裝置的轉(zhuǎn)圈數(shù)大,電動機負載小,電動仍能將閥瓣從閥座中拉出,門桿螺紋套溫度升高,最終造成閥桿與門桿螺紋套在門桿彎曲處卡澀,電動裝置過力矩動作停止。

3、處理方法

  根據(jù)閥門損壞的情況,更換了閥門門桿及門桿螺紋套,對閥座及閥瓣密封面進行研磨修復,進行復裝后發(fā)現(xiàn)密封面上部接觸位置靠鍋爐側(cè)竟有1.2mm的間隙,汽機側(cè)也有0.6mm的間隙,也就是說閥座與閥板的錐度已嚴重不符,影響了閥門的嚴密性,造成閥門內(nèi)漏。購買的閥瓣備件也與閥座錐度不相符,這個致命性的缺陷預示著閥門有可能面臨報廢情況,需更換整個閥門才能解決,而更換閥門需要較長的工期和費用。

  為了解決該缺陷,只有考慮現(xiàn)場對閥門進行修復,由于主蒸汽電動主汽門是單閥板楔形閘閥,那么要解決問題只有將閥瓣修配成與閥座相同的錐度。要進行修配,必須精確測量出錐度。如何測量出錐度呢?采用量具測量由于閥門內(nèi)部深,人的手很難夠到閥座底部,這樣就無法準確測量出閥座的高點和低點,以及所測點的距離,也就無法精確測量出閥座的錐度,經(jīng)過沉思熟慮后,為修復該閥門工作制定了施工方案。

  步驟1:為了解決閥座與閥瓣的錐度測量問題,先制作出兩個略大于閥瓣的閘板模型,然后垂吊于閥座接觸面,中間用四根小鐵棒撐開閘板模型使其完全與閥座接觸,用電焊將四根小鐵棒與兩塊模型均勻施焊牢固,待冷卻后取出,用量角器測量出閘板模型的錐度。

  步驟2:將閥瓣根據(jù)閥板模型的錐度進行車削,將車削好的閥瓣放入閥座內(nèi)進行修配,修配時可采用紅丹接觸的方法;當錐度基本相同時,在閥瓣的內(nèi)凹面也車一個相同的錐度面,用作密封面堆焊后車削的基準面。

  步驟3:對閥瓣密封面進行堆焊。堆焊的焊條可根據(jù)閥門所使用的溫度進行選擇,閥門用于堆焊的焊條有半鐵素體高鉻鋼和鉻鎳硅鉬兩大類,主要用于工作溫度低于600℃的高壓閥門的密封面堆焊;或采用鈷基硬質(zhì)密封堆焊焊條:D802、D812。

  在焊接過程中進行分段焊接,防止焊接溫度過高造成閥瓣變形。堆焊工作及工作條件十分復雜,堆焊時必須根據(jù)不同要求選用合適的焊條。不同的工件和堆焊焊條要采用不同的堆焊工藝,才能獲得滿意的堆焊效果。

  D802、D812鈷基堆焊焊條焊接時需注意以下幾點:①焊前焊條須經(jīng)200℃左右烘1小時以上再施行焊接;②焊時盡可能采用短弧,并且焊條與工件保持垂直;③根據(jù)閥瓣的大小和母材的種類選擇經(jīng)300℃~600℃預熱,焊接時宜采用小電流短弧;④焊后應在600℃~700℃回火1小時后再緩冷或?qū)⒐ぜ⒓捶湃敫稍锖蜔岬纳诚鋬?nèi)或草灰中緩冷,以避免裂紋;⑤堆焊層須經(jīng)粗磨,如發(fā)現(xiàn)缺陷時,按上述步驟進行焊補及緩冷。

  修配時的注意事項:閥瓣密封面堆焊的厚度需保證經(jīng)車削后不低于4mm,閥瓣密封面焊好后,在車床根據(jù)預留的基準面進行粗車,粗車后進行金屬著色滲透探傷檢查密封面焊接情況(有無裂紋和麻點),如不合格,進行車削后要重新按焊接工藝工序進行補焊,直至合格為止。合格的閥瓣需再進行密封面的硬度檢查,硬度應不低于HRC45°,同一密封面的硬度差不大于HRC2°。當硬度不合格時,可先進行車床精車,精車好的閥瓣要在現(xiàn)場與閥座重新進行修配,可采用透光法、紅丹接觸、煤油滲漏的方法檢查錐度的差距,并可采用研磨和車削的精細方式逐步逐步進行修配直至合格為止,再對合格后的閥瓣進行熱處理以提高其硬度。

4、結(jié)束語

  #6機A側(cè)電動主汽門修復好后,經(jīng)鍋爐水壓試驗和開機蒸汽試驗檢查均沒有出現(xiàn)內(nèi)漏現(xiàn)象,這個威脅機組安全運行的缺陷終于得到了徹底解決。

  通過對閥門進行的檢修,該廠總結(jié)出了一套新的修配方法和工藝,該修配方法不僅為該廠節(jié)省了大筆開支和時間,同時也解決了楔形單閘板閥門不能單獨更換閥瓣的技術難題,為以后處理同類型設備缺陷提供了寶貴的經(jīng)驗。