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| 【論文】火力發(fā)電廠調(diào)節(jié)閥門的帶壓堵漏技術(shù)分析 |
| （時(shí)間:2010-4-6 10:27:58） |
火力發(fā)電廠調(diào)節(jié)閥門的帶壓堵漏技術(shù)：
1前言
發(fā)電廠調(diào)節(jié)閥門主要用于控制各種設(shè)備及其管路上流體介質(zhì)的運(yùn)行，調(diào)節(jié)閥門的泄漏常發(fā)生在填料、法蘭密封及閥體上，調(diào)節(jié)閥門長時(shí)間泄漏可造成閥桿和法蘭密封面的沖蝕，最終可使調(diào)節(jié)閥門報(bào)廢，加上介質(zhì)流體的損失，使電廠的消耗增加，成本上升，經(jīng)濟(jì)效益下降。如果介質(zhì)流體有毒、易燃、易爆、腐蝕性等發(fā)生外泄漏，則容易發(fā)生中毒、火災(zāi)、爆炸等傷亡事故和加快廠房設(shè)備的腐蝕速度，縮短其使用壽命，嚴(yán)重時(shí)污染周邊環(huán)境，破壞電力生產(chǎn)，損害人們的身體健康。泄漏的存在嚴(yán)重威脅著安全生產(chǎn)，使電廠的非計(jì)劃停機(jī)事故增多。以下介紹一些調(diào)節(jié)閥門泄漏原因及堵漏方法以及對(duì)調(diào)節(jié)閥門的維修和維護(hù)方法，供參考。
2調(diào)節(jié)閥門外漏的形式及因素
2.1調(diào)節(jié)閥門填料的泄漏及原因
調(diào)節(jié)閥門在操作使用過程中，閥桿同填料之間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，它包括轉(zhuǎn)動(dòng)和軸向移動(dòng)。隨著開關(guān)次數(shù)的增加，相對(duì)運(yùn)動(dòng)的次數(shù)也隨之增多，還有溫度，壓力和流體介質(zhì)的特性等影響，調(diào)節(jié)閥門填料是最容易發(fā)生泄漏的部位。它是由于填料接觸壓力的逐漸減弱，填料自身的老化，失去了彈性等原因引起的。這時(shí)壓力介質(zhì)就會(huì)沿著填料與閥桿的接觸間隙向外泄漏，長時(shí)間會(huì)把部分填料吹走和將閥桿沖刷出溝槽，從而使泄漏擴(kuò)大化。
2.2法蘭的泄漏
調(diào)節(jié)閥門的法蘭密封主要是依靠連接螺栓的預(yù)緊力，通過墊片達(dá)到足夠的密封比壓，來阻止被密封壓力流體介質(zhì)的外泄。它泄漏的原因有很多方面，密封墊片的壓緊力不足，結(jié)合面的粗糙度不符合要求，墊片變形和機(jī)械振動(dòng)等都會(huì)引起密封墊片與法蘭結(jié)合面密合不嚴(yán)而發(fā)生泄漏。另外螺栓變形或伸長，墊片老化，回彈力下降，龜裂等也會(huì)造成法蘭面密封不嚴(yán)而發(fā)生泄漏。法蘭泄漏還有不可忽視的人為因素，如密封墊片裝偏，使局部密封比壓不足緊力過度，超過了密封墊片的設(shè)計(jì)極限，以及法蘭緊固過程中用力不均或兩法蘭中心線偏移，造成假緊現(xiàn)象等都容易發(fā)生泄漏。
2.3閥體的外漏和原因
閥體的外漏主要原因是由于調(diào)節(jié)閥門生產(chǎn)過程中鑄造或鍛造缺陷所引起的，比如砂眼，氣孔、裂紋等，而流體介質(zhì)的沖刷和氣蝕也是造成閥體泄漏的常見因素。
3帶壓堵漏的原理及優(yōu)點(diǎn)
3.1帶壓堵漏的原理
帶壓堵漏的原理就是以液態(tài)介質(zhì)在動(dòng)態(tài)條件下，固態(tài)密封材料的密封機(jī)理為基本依據(jù)。方法是在泄漏部位裝設(shè)專用設(shè)備，利用密封部位和專用設(shè)備之間形成的腔室，采用專用的高壓注膠工具將密封膠注入腔室，并充滿整個(gè)腔室空間，使密封膠的擠壓力與泄漏介質(zhì)的壓力相平衡，建立一個(gè)新的密封結(jié)構(gòu)來堵塞泄漏孔隙各通道，阻塞介質(zhì)的外泄。
3.2帶壓堵漏的優(yōu)點(diǎn)
(1)不需要停機(jī)或?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行隔離。
(2)不需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行泄壓。
(3)節(jié)省大量的能源和人力。
(4)大大減少了因設(shè)備隔離或停機(jī)而帶來的電量損失。
(5)減少了社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失。
4幾種常見漏點(diǎn)的帶壓堵漏方法介紹
根據(jù)發(fā)電廠生產(chǎn)現(xiàn)場的具體情況，可以采用更換調(diào)節(jié)閥門，更換調(diào)節(jié)閥門填料，更換法蘭墊片或焊補(bǔ)孔洞的方法消除一般泄漏。
但對(duì)于生產(chǎn)運(yùn)行中的調(diào)節(jié)閥門，在無法隔離的情況下，則必須采取相應(yīng)的技術(shù)手段消除泄漏，以保證機(jī)組安全生產(chǎn)的正常運(yùn)行。
4.1電廠調(diào)節(jié)閥門填料室泄漏的帶壓堵漏處理
采用注劑式帶壓堵漏技術(shù)是目前比較安全可靠的一種技術(shù)手段，它采用特別夾具和液壓注射工具，將密封劑注射到夾具與泄漏部位部分外表面所形成的密封空腔內(nèi)，迅速地彌補(bǔ)各種復(fù)雜的泄漏缺陷。在注劑的壓力大于泄漏介質(zhì)壓力的條件下，泄漏被強(qiáng)行止住，注劑自身在短時(shí)間內(nèi)由塑性體轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥泽w，形成一個(gè)有彈性的密封結(jié)構(gòu)并能維持一定的工作密封比壓，達(dá)到重新密封的目的。目前，國內(nèi)外生產(chǎn)和使用的密封注劑大致分為兩類：一類是熱固化密封注劑，這類注劑只有達(dá)到一定溫度才能由塑料體轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥泽w，常溫下則為固體；另一類是非熱固化密封注劑，它適用于常溫，低溫及高溫場合的動(dòng)態(tài)密封作業(yè)要求，這類密封注劑多制成棒狀固體或雙組分的膩狀材料，將其裝在高壓注槍后，在一定的壓力下具有良好的注射工藝性及填充性，且不失去調(diào)節(jié)閥門開關(guān)功能。下面介紹兩種常用方法：
(1)對(duì)于調(diào)節(jié)閥門填料函的壁厚大于8mm左右時(shí)，在動(dòng)態(tài)條件下采用注式帶壓堵漏消除缺陷時(shí)，可以直接在調(diào)節(jié)閥門的填料函壁面上開設(shè)注劑孔的方式作業(yè)，密封腔就是調(diào)節(jié)閥門的填料函自身，注入到調(diào)節(jié)閥門填料函內(nèi)的密封注劑的作用與填料所起的作用相同。首先在調(diào)節(jié)閥門填料函外壁的適當(dāng)位置用直徑10.5mm或8.7mm的鉆頭開孔，孔不能鉆透，大約留1--3mm左右，撤出鉆頭，用M12或M10的絲錐攻絲，攻絲結(jié)束后，把注劑專用旋塞閥擰上，并使之處于開的位置，用直徑3mm的長桿鉆頭把余下的調(diào)節(jié)閥門填料函壁鉆透，這時(shí)泄漏介質(zhì)會(huì)沿著鉆頭排削去方向噴出，為了防止鉆孔時(shí)高溫，高壓，有毒或腐蝕性強(qiáng)的介質(zhì)噴出傷人，鉆小孔前可采用一擋板，先在擋板上用鉆頭鉆一個(gè)直徑5mm的孔，使之能套過長鉆頭上，加上擋板鉆余下的壁厚則不會(huì)有危險(xiǎn)。鉆透小孔后取出鉆頭，把注劑專用旋塞閥擰到關(guān)的位置，切斷介質(zhì)連接高壓注劑槍進(jìn)行注射密封注劑的操作。如果調(diào)節(jié)閥門填料函內(nèi)介質(zhì)壓力低，也可以用直徑3mm的長鉆頭直接鉆透小孔，再進(jìn)行密封注劑操作作業(yè)。
2003年6月，攀鋼發(fā)電廠3#機(jī)電動(dòng)主汽閥自密封格蘭漏就是采用這種堵漏技術(shù)解決了該調(diào)節(jié)閥門的泄漏問題，避免了一次非停機(jī)不可，才能解決的事情。
(2)對(duì)于填料函壁較薄的調(diào)節(jié)閥門，可以采用輔助夾具進(jìn)行動(dòng)態(tài)密封作業(yè)。輔助夾具只是為了彌補(bǔ)調(diào)節(jié)閥門填料函壁厚的不足，相當(dāng)于一個(gè)固定在調(diào)節(jié)閥門填料函外壁的特殊接頭，用以連接高壓注劑槍。夾具的機(jī)械加工方法難以得到理想的局部貼合面，在條件允許情況下，可以適當(dāng)修理調(diào)節(jié)閥門填料函外壁，使之與輔助夾具更好地貼合。如果泄漏調(diào)節(jié)閥門的填料外壁形狀復(fù)雜或修整條件不允許時(shí)，可在輔助夾具底部墊一塊石棉橡膠板或橡膠板，擰緊夾具螺栓，使墊在下面的橡膠板能很好地堵塞貼合面縫隙。輔助夾具上應(yīng)有一個(gè)與注劑旋塞閥相配的螺紋貼塊，接下來同壁厚的填料函操作一致，整個(gè)密封作業(yè)完成后，不要立刻開關(guān)調(diào)節(jié)閥門，等密封注劑固化后，才可投入正常使用。
2002年11月中旬，攀鋼發(fā)電廠高壓加熱器進(jìn)水門的平衡閥法蘭泄漏，由于該調(diào)節(jié)閥門的填料函壁較薄，就是采用制作輔助夾具進(jìn)行動(dòng)態(tài)密封作業(yè)，解決了調(diào)節(jié)閥門的泄漏問題。
4.2電廠調(diào)節(jié)閥門法蘭泄漏的帶壓堵漏處理
4.2.1銅絲圍堵法
它適用于兩法蘭間隙較小，間隙量均勻，泄漏介質(zhì)壓力低的帶壓堵漏，可以在拆下的螺栓上直接安放螺栓專用注劑接頭，一般不少于兩個(gè)。
安裝注劑接頭時(shí)應(yīng)松開一個(gè)螺母，安裝好注劑接頭，迅速重新擰緊螺母，然后再安裝另外的注劑接頭，不能同時(shí)將所需接頭螺母松開，以免造成墊片上的密封比壓明顯下降，泄漏量增加，甚至?xí)霈F(xiàn)泄漏介質(zhì)將墊片吹走，導(dǎo)致無法彌補(bǔ)的后果。如果原來泄漏量較大，可用G形夾子來維持密封比壓的均衡，安裝完注劑螺栓后，用工具將直徑或略小于泄漏法蘭間隙的銅絲嵌入到法蘭間隙中，同時(shí)將法蘭的外緣沖出唇口，使銅絲固定后在法蘭間隙內(nèi)，這樣就組成新的密封腔。然后可連接高壓注劑槍進(jìn)行動(dòng)態(tài)密封作業(yè)，注劑方向應(yīng)從泄漏點(diǎn)相反處依次進(jìn)行，終點(diǎn)應(yīng)在漏點(diǎn)附近。
2003年6月，攀鋼發(fā)電廠＃1機(jī)低壓聯(lián)通管垂直法蘭面泄漏就是采用這種堵漏技術(shù)解決了聯(lián)通管法蘭面的泄漏問題，避免了一次停機(jī)事故的發(fā)生。
4.2.2鋼帶圍堵法
當(dāng)兩法蘭間隙稍大且不超過8mm，介質(zhì)壓力小于2.5MPa時(shí)，可采用鋼帶圍堵法進(jìn)行運(yùn)態(tài)密封作業(yè)。它對(duì)兩法蘭同軸度有較高要求，對(duì)法蘭間隙均勻程度要求不高。鋼帶一般選用1.5--3.0mm的厚度，寬度20--30mm即可，制作時(shí)可采用焊接或鉚接，兩接頭下方需加設(shè)過渡墊片，根據(jù)法蘭尺寸確定安裝注劑接頭的數(shù)量。安裝鋼帶時(shí)，應(yīng)將鋼帶位于兩法蘭的間隙上，把連接螺栓稍擰幾扣，再把兩個(gè)過渡墊片加入，全部包住法蘭間隙，繼續(xù)擰緊螺栓，最終形成完整的密封空腔，這時(shí)就可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)密封作業(yè)。
4.2.3法蘭的凸形夾具堵法
當(dāng)泄漏法蘭間隙大于8mm，介質(zhì)壓力大于2.5MPa時(shí)，從安全和可靠性考慮，應(yīng)設(shè)計(jì)制作成加工尺寸精確，整體密封性能好，耐高壓的法蘭夾具，它動(dòng)態(tài)密封作業(yè)的成功率較高，是一種廣泛使用的密封技術(shù)。作業(yè)前應(yīng)在做婦：的夾具上安裝旋塞閥，并使旋塞閥處于開啟狀態(tài)，操作人員應(yīng)站在上風(fēng)口，若泄漏壓力或流量很大，可用壓縮空氣把泄漏介質(zhì)向一邊吹掃，或在夾具上接上長桿，使操作人員避免和少接觸泄漏介質(zhì)。安裝時(shí)，夾具的注劑孔應(yīng)處于兩法蘭連接螺栓的中間，并保證泄漏處附近有注劑孔，不要使注劑孔對(duì)準(zhǔn)螺栓，以免增加注劑進(jìn)入的阻力。夾具螺栓擰緊后，夾具與法蘭接觸最大間隙不應(yīng)超過o.5mm，注劑應(yīng)先從離泄漏點(diǎn)最遠(yuǎn)處開始注入，逐漸靠近泄漏，直至泄漏停止。此方法也可用于管道的帶壓堵漏。
這種堵漏方法在攀鋼發(fā)電廠＃1、＃2、#3機(jī)組日常維護(hù)中普遍應(yīng)用，是管閥檢修專業(yè)必須掌握的一種堵漏方法。例如，2003年＃1、＃2機(jī)組給泵正暖回水疏水一、二次閥法蘭的泄漏；2003年2月份，＃2機(jī)輔汽到除氧器疏水70%電動(dòng)隔離閥前法蘭的泄漏；2003年3月份＃1機(jī)高壓加熱器進(jìn)口法蘭泄漏等等。
4.3電廠調(diào)節(jié)閥門閥體泄漏的帶壓堵漏處理
閥體的泄漏處理可適用于管道的泄漏處理，有以下兩種方法，
4.3.1粘接法
它是利用膠粘劑的特殊性能進(jìn)行帶壓堵漏的一種方法。對(duì)于壓力介質(zhì)及泄漏量小的砂眼部位，可先把泄漏點(diǎn)周圍打磨出金屬光澤，然后用錐度銷釘對(duì)準(zhǔn)泄漏點(diǎn)，適當(dāng)力度打入，使泄漏明顯減少或暫時(shí)性封堵。利用膠粘劑固化速度快的特點(diǎn)，及時(shí)地將銷釘周圍涂滿膠粘劑，成立一個(gè)新的固體密封結(jié)構(gòu)，達(dá)到止漏的目的。對(duì)于介質(zhì)壓力高，泄漏量大的缺陷，可用頂壓工具進(jìn)行密封作業(yè)，操作時(shí)把頂壓機(jī)構(gòu)固定在調(diào)節(jié)閥門的一側(cè)，高速頂壓螺桿，使頂壓螺桿的軸向正對(duì)泄漏點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)頂壓螺桿，利用頂壓螺桿端部的鉚釘緊緊地壓在泄漏部位上，迫使泄漏停止。
如果鉚釘頂端比泄漏點(diǎn)面積小，可在鉚釘下再墊上一塊軟金屬片，泄漏停止后，及時(shí)清理泄漏點(diǎn)周圍的金屬表面，除去鐵銹和油污，將配制好的膠粘劑涂抹在周圍。待膠粘劑充分固化后，拆除頂壓螺桿與鉚釘?shù)墓潭葆敚∠马攭簷C(jī)構(gòu)，為了保證其耐壓效果，可在處理好的泄漏部位用玻璃布等加固。
4.3.2焊接法
a)在閥體的泄漏介質(zhì)壓力低，漏量小的情況下，可用一個(gè)內(nèi)徑比泄漏點(diǎn)大一倍以上的螺帽，讓泄漏介質(zhì)從螺帽內(nèi)流出，把螺帽焊在閥體上，再配一個(gè)與螺帽相同規(guī)格的螺栓，在螺帽底部放置一塊橡膠墊或石棉墊，將螺栓頂部繞上生膠帶擰入螺帽內(nèi)，達(dá)到阻止泄漏的目的。對(duì)于泄漏介質(zhì)壓力高，泄漏量大的閥體，可用引流焊接法。首先用一塊鐵板，中間開設(shè)一圓孔，把一個(gè)與圓孔相當(dāng)口徑的隔離閥焊接在鐵板的圓孔上，打開隔離閥，把鐵板中心孔對(duì)準(zhǔn)泄漏點(diǎn)貼合在閥體，讓泄漏介質(zhì)經(jīng)鐵板中心孔與隔離閥流出。如果貼合面不好，可在貼合面放置橡膠或石棉墊，然后把鐵板周圍與閥體焊好，再關(guān)閉隔離閥就能達(dá)到重新密封的目的。
b)在閥體的泄漏介質(zhì)高溫高壓，但是調(diào)節(jié)閥門有較大的外形尺寸、泄漏量不大的情況也可以用焊接的方法，首先直接把閥體上與漏點(diǎn)相關(guān)的縫隙都焊死（不焊漏點(diǎn)），然后用一段符合工況（工作溫度、壓力）的管子長度視現(xiàn)場環(huán)境而定（一般取200mm左右即可），其直徑應(yīng)該大于漏點(diǎn)，把一臺(tái)與管子相適應(yīng)的調(diào)節(jié)閥門焊接在管子一端，并全開調(diào)節(jié)閥門，然后把管子另一端取對(duì)準(zhǔn)漏點(diǎn)焊接好后，關(guān)閉調(diào)節(jié)閥門即可止住泄漏.
4．4萬能堵漏法
不管是調(diào)節(jié)閥門哪一部分泄漏如果以上方法操作都有困難時(shí)也可以采用“包裹法”：使用符合工況的板材（管材）制作一個(gè)能包裹調(diào)節(jié)閥門整體或者是有漏點(diǎn)的閥體的箱體，把它焊在調(diào)節(jié)閥門上使之能包裹住漏點(diǎn)，如果在焊接箱
體時(shí)有困難，可以在箱體上開孔留到最后再運(yùn)用方法焊接法中的b)方法：加排汽閥的方法就可以容易封口焊接了。此種焊接方法在攀鋼發(fā)電廠＃1機(jī)的主汽道疏水、＃3機(jī)主汽道旁路二次門、1＃、2＃、3＃機(jī)組的高壓加熱器的疏水系統(tǒng)中多次運(yùn)用，都取得了滿意的成功。這種堵漏方法在攀鋼發(fā)電廠#1、#2、＃3機(jī)組日常維護(hù)中用的最多效果最好的一種方法，也是管閥檢修專業(yè)必須掌握的一種堵漏方法。
5結(jié)論
在發(fā)電廠生產(chǎn)現(xiàn)場還有其它部件的帶壓堵漏，如果我們能夠掌握一些基本堵漏知識(shí)，對(duì)于電廠的經(jīng)濟(jì)性提高有很大的幫助。僅我廠一臺(tái)100MW的機(jī)組啟停一次，直接經(jīng)濟(jì)損失就達(dá)30萬元人民幣以上。所以，我們能夠成功對(duì)現(xiàn)場泄漏點(diǎn)進(jìn)行帶壓堵漏，減少非計(jì)劃停機(jī)次數(shù)，其中的效益是顯著的�？傊�
(1)帶壓堵漏是屬于一種應(yīng)急搶修性質(zhì)的工作。帶壓堵漏處理的漏點(diǎn)是一種臨時(shí)處理措施，有一定的局限性和時(shí)效性。在有條件的情況下，還是要對(duì)泄漏部位進(jìn)行徹底檢修。消除現(xiàn)場的"跑、冒、滴、漏"現(xiàn)象，提高設(shè)備運(yùn)行健康水平的根本方法是要靠計(jì)劃檢修的合理性和提高設(shè)備檢修維護(hù)的工藝。
(2)帶壓堵漏的工作環(huán)境惡劣、作業(yè)時(shí)間長、勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)中不確定因素多、作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)大。工作前的安全準(zhǔn)備工作非常重要，作業(yè)前的風(fēng)險(xiǎn)分析一定要充分，安全措施的落實(shí)一定要到位。
(3)帶壓堵漏是一門專業(yè)性很強(qiáng)的技術(shù)，要求作業(yè)人員的現(xiàn)場應(yīng)變能力、對(duì)機(jī)械專業(yè)知識(shí)掌握以及帶壓堵漏專用工具使用等都有很高的要求。由于對(duì)作業(yè)人員和專用設(shè)備有很高的要求，這項(xiàng)技術(shù)在火電廠的推廣有一定的難度。目前現(xiàn)場的帶壓堵漏工作都是由一些專業(yè)公司來完成的。
(4)帶壓堵漏是一種新技術(shù)，它還有一個(gè)不斷改進(jìn)和完善的過程，它有自身的局限性和適用范圍。帶壓堵漏并不能解決一切泄漏問題，現(xiàn)在還處在探索和完善階段。
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