壓力變送器( 簡稱壓變) 是汽輪機高中壓缸聯(lián)合啟動，正常停機及事故處理的關鍵閥門，壓變長期運行在比較惡劣的環(huán)境中，閥前處于主蒸汽的高溫、高壓區(qū)域，閥后為冷段再熱管道，閥前與閥后運行參數(shù)差距較大，當閥門開啟瞬間或者不嚴密時，閥芯承受高溫高壓蒸汽沖刷，造成閥門內(nèi)漏，為減少新蒸汽損失，避免循環(huán)效率下降，機組正 常 運 行 時 高 旁 轉 換 閥 必 須 具 有 良 好 的 嚴 密性［1］。

 

文中針對某電廠 640 MW 超臨界機組壓變內(nèi)漏日益嚴重的問題展開分析，確定了壓變內(nèi)漏的原因，提出了改造方案并加以實施，解決了壓變內(nèi)漏問題，提高了機組效率，降低了煤耗，保證了機組安全穩(wěn)定運行。

 

1 壓力變送器的作用及現(xiàn)狀

1． 1 壓力變送器的主要作用

( 1) 改善機組的啟動性能: 機組在各種工況下( 冷態(tài)、溫態(tài)、熱態(tài)和極熱態(tài)) 用中壓缸啟動時，投入旁路系統(tǒng)控制鍋爐蒸汽溫度使之與汽機汽缸金屬溫度較快地相匹配，從而縮短機組啟動時間和減少蒸汽向空排放，減少汽機循環(huán)壽命損耗，實現(xiàn)機組的#佳啟動。

 

( 2) 機組正常運行時，高壓旁路裝置具有超壓安全保護的功能: 一旦主蒸汽壓力超過高壓旁路裝置的設定值，壓力變送器快速開啟，并按照機組主蒸汽壓力進行自動調(diào)節(jié)，直到恢復正常值。( 3) 回收工質(zhì)，減少噪音: 機組啟動過程中，鍋爐蒸發(fā)量大于汽機消耗量，在符合突降和甩負荷時，有大量蒸汽需要排出，多余的蒸汽若直接排在大氣中，不僅損失了工質(zhì)，而且對環(huán)境有很大的噪音污染，設置旁路系統(tǒng)，達到回收工質(zhì)和消除噪聲的目的［2］。

 

1． 2 高壓旁路構造現(xiàn)狀

某機組壓力變送器為進口 CCI 產(chǎn)品，型號是HBSE160 － 250，閥門由閥芯閥桿組件、閥座、閥籠、閥蓋及密封件等組成，具體結構如圖 1 所示。

 

壓變內(nèi)漏使得本應該進入汽輪機做工的部分蒸汽沒能參與汽輪機高壓缸的做功，浪費了高品質(zhì)蒸汽，使得機組效率降低，煤耗升高，而且壓變內(nèi)漏 還 會 使 閥 后 管 道 溫 度 居 高 不 下 ( 400 ℃ 以上) ，威脅機組的安全穩(wěn)定運行［3］，因此壓變內(nèi)漏問題急需解決。

 

2 壓力變送器內(nèi)漏的原因分析

通過解體某電廠壓變閥內(nèi)件及底口，并對閥內(nèi)件的間隙測量和行程校對，分析得出此電廠壓變內(nèi)漏的主要原因有以下兩點:

( 1) 壓變采用平衡式結構，由于平衡閥芯上下腔通過貫穿閥芯的通孔相連，以此來平衡壓力，這種閥的優(yōu)點是執(zhí)行器所需驅動力小，開關靈活，但是缺點就是閥門平衡密封圈一旦磨損就會導致閥門內(nèi)漏量逐漸增大，閥門泄露等級較低，存在本質(zhì)上的內(nèi)漏因素。

 

閥桿和流量套筒之間采用可以壓縮的石墨密封圈，在開始的時候壓緊密封嚴密，隨著來回動作，會使密封圈磨損，當機組啟停次數(shù)多時，就會造成間隙超標影響密封性能，導致閥門從石墨密封圈間隙竄入閥芯上部從平衡孔直接進入閥后，直接導致閥體內(nèi)漏。

( 2) 由于限位桿( 如圖 2 所示) 連接部分出現(xiàn)松動或行程調(diào)節(jié)時零位標記錯誤，導致閥門反饋出現(xiàn)負 偏 差，控 制 邏 輯 認 為 閥 門 過 關 ( 實 際 零位) ，開啟閥門導致閥門過流。

從機組啟動后壓變閥后溫度曲線( 如圖 3 所示) 可以看到閥后溫度達到 450 ℃ ，經(jīng)過排查，閥門回裝并調(diào)整行程后在閥門啟閉過程中由于限位桿連接部分出現(xiàn)松動導致閥門反饋出現(xiàn)負偏差，執(zhí)行機構認為閥位在零位以下，所以開始執(zhí)行自動調(diào)整將閥桿向上抬，恢復零位。此時執(zhí)行機構所認為的零位實際是有開度的，因此閥門并未完全關閉，導致蒸汽過流、閥后溫度驟升。

 

3 改進方案的制定及實施效果

3． 1 壓變采用預啟閥芯

壓變閥芯結構主要分為平衡閥芯及非平衡閥芯。平衡閥芯上下腔通過貫穿閥芯的通孔相連，以此來平衡壓力，如圖 4 所示; 非平衡閥芯則是選用預啟閥芯的結構，并將平衡密封圈更換為導向脹圈，只起導向而不起密封作用，如圖 5 所示。

針對平衡閥芯和不平衡閥芯的優(yōu)缺點，選用預啟閥芯的結構解決內(nèi)漏。預啟閥主閥是主要的控制介質(zhì)元件，其內(nèi)部設置一個小預啟閥，通常情況下，主閥內(nèi)件的蝶形彈簧將大、小閥芯推開，此時閥芯上下腔室是連通的，即為平衡閥，所需執(zhí)行力很小; 當閥門需要關閉時，主閥芯作為一個平衡閥shou先接觸底座，隨后預啟閥芯壓縮蝶簧再與小閥座接觸密封，這樣原平衡閥芯就變成了非平衡閥芯，上腔的壓力對閥芯產(chǎn)生巨大推力，促使閥門關閉的更嚴密，預啟閥芯結構特點是運行時為平衡閥芯，驅動力小，關閉時變?yōu)榉瞧胶忾y芯，關斷嚴密。

 

3． 2 調(diào)整壓變零位

壓變以及類似氣動閥門檢修結束后調(diào)整行程完畢后請熱工調(diào)試人員手動測試關位，保持氣缸向下作用力#大時閥桿不再向下活動才可確認零位; 壓變以及類似氣動閥門檢修結束后調(diào)整行程時，在確定關位后務必將行程顯示調(diào)整為 3% －4% 開度，使執(zhí)行機構始終認為閥門未完全關閉到位，下氣缸始終保持排氣狀態(tài)而上氣缸保持進氣狀態(tài)，使執(zhí)行機構始終保持對閥桿向下的關力。

 

3． 3 實施效果

改造方案的具體實施，2018 年 8 月 21 日，對某電廠 640 MW 超臨界機組壓變閥進行了改進方案的實施工作，改造前后壓變閥后溫度曲線如圖6 － 7 所示。

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經(jīng)過效果確認，壓變多次開關閥后溫度一直穩(wěn)定在 250 ℃ 左右，在標準限值( 280 ℃ ) 以下，證明改造方案是有效可行的，成功消除了壓變內(nèi)漏的問題，也為同類機組壓變內(nèi)漏問題的解決提供了有效參考。