0 前言
   鍋爐再熱減溫水調(diào)節(jié)閥是火力發(fā)電廠鍋爐重要的噴水冷卻調(diào)節(jié)設(shè)備之一，安裝在鍋爐再熱器系統(tǒng)的噴水管上，根據(jù)再熱器管內(nèi)的蒸汽溫度等信號控制閥門開度，調(diào)節(jié)噴水管進(jìn)水量，保持再熱蒸汽溫度在允許范圍內(nèi)。
   福建大唐國際寧德發(fā)電有限公司(以下簡稱寧電)3、4號鍋爐型號HG-1900/25.4-YM4.哈爾濱鍋爐廠有限公司引進(jìn)英國三井巴布科克能源公司的鍋爐技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)制造。英國采用兩側(cè)再熱器冷段管道上級事故噴水減溫器ABBKentIntrol調(diào)節(jié)閥。鍋爐運(yùn)行時(shí)，再熱蒸汽溫度主要調(diào)節(jié)尾部再熱煙氣擋板，輔以減溫水調(diào)節(jié)。再熱器減溫水管道的最大設(shè)計(jì)流量為BMCR工況下再熱汽流量的3%；50%BMCR在負(fù)荷下，再熱器減溫水管道上的電動球閥關(guān)閉，減溫水不能投入使用。
   自2006年機(jī)組投產(chǎn)以來，3、4鍋爐再熱減溫水調(diào)節(jié)閥每次維護(hù)更換閥芯密封環(huán)、閥芯、研磨閥芯、閥座。但每次維修后效果不好，內(nèi)部泄漏時(shí)間短，大大增加了備件成本和維修人員的工作量。內(nèi)部泄漏后，為了減少再熱器減溫水的泄漏，需要經(jīng)常關(guān)閉調(diào)節(jié)閥前的電動球閥，容易導(dǎo)致電頭與閥桿連接銷脫落，經(jīng)常出現(xiàn)缺陷。通過跟蹤記錄，機(jī)組在低負(fù)荷下（約300MW），左右調(diào)節(jié)閥泄漏近30，t鍋爐經(jīng)濟(jì)性嚴(yán)重降低。
   本文全面分析了再熱減溫水調(diào)節(jié)閥本身的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行參數(shù)，找出了解決問題的方法。
   1 分析調(diào)節(jié)閥泄漏原因
   1.1
   每臺爐安裝2套再熱器減溫水調(diào)節(jié)閥，設(shè)計(jì)參數(shù)如下：
   接管規(guī)格：D76´8.5MWT；
   管材：SA-210C；
   設(shè)計(jì)壓力/溫度：18MPa/350℃；
   設(shè)計(jì)運(yùn)行溫度：191℃；
   溫度為22MPa/220℃，減溫水來水溫度為150℃，最大流量為49t/h；
   再熱器進(jìn)出口蒸汽壓力4.62/4.43MPa，進(jìn)出口蒸汽溫度為319/569℃，再熱蒸汽流量為1600t/h。
   根據(jù)設(shè)計(jì)工況，在300MW調(diào)節(jié)閥應(yīng)無流量，但在實(shí)際運(yùn)行過程中，閥門的流量非?？捎^，如表1所示。

表1

   1.2 再熱器減溫水調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
   調(diào)節(jié)閥芯閥桿采用鍛造一體式，閥芯具有平衡孔、籠式多孔降壓閥、平衡節(jié)流結(jié)構(gòu)。閥座和閥體為焊接結(jié)構(gòu)，閥座環(huán)為堆焊結(jié)構(gòu)，閥座尺寸很薄，閥座密封面為鑲嵌焊接硬合金環(huán)，如圖1所示。

圖1

   1.3 內(nèi)漏原因分析
   (1)從運(yùn)行參數(shù)可以看出，閥門入口和出口壓差很大，為16.0-4.0MPa，由于機(jī)組投自動，再熱器減溫水調(diào)節(jié)閥運(yùn)行時(shí)動作頻繁，造成閥芯密封面被介質(zhì)沖蝕、沖刷。加上低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)長時(shí)間在小開度工作，流速過快，沖刷嚴(yán)重，破壞了閥門密封面，造成內(nèi)漏。可以判斷閥內(nèi)件選材及熱處理差，硬度不夠。
   (2)籠式多孔降壓閥套只能起到一級節(jié)流的作用，閥門結(jié)構(gòu)不合理，流體能量無法有效消耗。閥芯上的密封圈由聚四氟乙烯制成。由于前后壓差大，閥芯上的密封圈容易被沖走，導(dǎo)致內(nèi)部泄漏。
   (3)原閥座和閥體為焊接結(jié)構(gòu)，閥座環(huán)為堆焊結(jié)構(gòu)。廠家出廠焊接時(shí)會出現(xiàn)微裂紋，閥座焊接口會出現(xiàn)裂紋，導(dǎo)致泄漏。調(diào)節(jié)門開關(guān)頻繁，閥座環(huán)尺寸太薄，閥座環(huán)被閥芯裂開，導(dǎo)致整個(gè)閥座環(huán)容易脫落，導(dǎo)致閥門內(nèi)部泄漏。
   (4)為了減少開門力，一體式閥芯閥桿在設(shè)計(jì)上有一個(gè)平衡孔，開門時(shí)也會漏水。
   2 鍋爐再熱減溫水調(diào)節(jié)閥改造
   通過原因分析，調(diào)節(jié)閥改造如下：
   (1)為了解決閥座焊接性能差導(dǎo)致的材料選擇、熱處理差、硬度不足和泄漏，閥座改為0Cr17Ni4Cu4Nb熱處理后，材料整體硬度增加，閥座環(huán)尺寸增厚，耐腐蝕，強(qiáng)度增加。提高閥桿閥瓣的性能，比原進(jìn)口備件410（Cr13)提高了很多。這樣可以提高閥門的使用壽命，防止電頭過扭矩支撐閥座環(huán)。
   （2）為解決再熱器減溫水調(diào)節(jié)閥運(yùn)行頻繁、易腐蝕閥瓣密封面的問題，將閥門原有一級節(jié)流改為三級節(jié)流，降低各級節(jié)流部位的壓差，從而降低各級節(jié)流部位的流速，減少介質(zhì)對閥瓣和閥座密封面的腐蝕，避免內(nèi)部泄漏。各級節(jié)流面積按運(yùn)行所需參數(shù)計(jì)算，確保閥門改造后的調(diào)節(jié)特性和流量滿足機(jī)組運(yùn)行要求。
   計(jì)算三級節(jié)流閥的流量特性，計(jì)算閥的流通能力KV公式(1)計(jì)算值：
   （1）
   計(jì)算后，可以知道各級閥門KV如表2所示。

   
表2 閥門KV值和節(jié)流面積

   考慮到閥門通常是80%~85%的開度可以達(dá)到全開流量，閥門的節(jié)流面積取適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)余量，所以三級閥門的節(jié)流面積取1.2余量、流量特性等百分比特性，能滿足閥門在小開度下具有較好的調(diào)節(jié)特性，特性曲線見圖2。

圖2 閥門調(diào)節(jié)特性曲線

   (3)將閥座改為活閥座，適當(dāng)增強(qiáng)閥座強(qiáng)度，用壓纏繞墊片密封閥座和閥體。使用活閥座后，當(dāng)運(yùn)行一段時(shí)間后閥座被沖走，產(chǎn)生泄漏時(shí)，切斷來水前后電動球閥和手動閘閥，方便運(yùn)行中更換調(diào)節(jié)閥座，保證無泄漏，節(jié)能降耗。
   (4)通過控制閥體、閥蓋、節(jié)流套和閥座的軸向尺寸公差，保證纏繞墊片的壓縮量，保證各配合面的同軸度和垂直度，使墊片壓縮均勻，從而保證閥門無內(nèi)外泄漏。在加工過程中，閥芯和閥座的成分子級咬合，關(guān)閉緊密，完全零泄漏。
   (5)原平衡閥不僅要保證密封面，還要保證閥門上的密封圈，這樣才能保證閥門不會泄漏。但密封圈是聚四氟乙烯制成的，在運(yùn)行過程中容易被介質(zhì)沖刷損壞，導(dǎo)致閥門泄漏。為此，取消閥門上的密封圈，降低內(nèi)部泄漏的概率。由于閥門變成不平衡結(jié)構(gòu)，需要增加閥門在零位打開的驅(qū)動力，大概需要增加300kN檢查電動頭的力后auam力矩可以用于標(biāo)準(zhǔn)，因此電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的力足夠。
   （6）原閥瓣上的平衡孔確保調(diào)節(jié)閥開關(guān)不會自由堵塞?，F(xiàn)在取消閥瓣上的平衡孔，以減少另一個(gè)泄漏點(diǎn)。根據(jù)上述閥體結(jié)構(gòu)，改造后的閥體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 改造后調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)圖(局部)

   （7）減溫水調(diào)節(jié)閥采用的是auam多回轉(zhuǎn)電動執(zhí)行器SA07.1-SA16.1AUMAMATIC，如圖4所示。

圖4 auma電動執(zhí)行器

   每次檢修后檢查閥門行程，發(fā)現(xiàn)電動執(zhí)行器在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生零漂移，即閥門電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出零指令，電動頭不動作，但實(shí)際上閥門沒有完全關(guān)閉，然后閥門密封面與閥座密封面之間會有一定的間隙，介質(zhì)在高壓下會以非常高的速度流過密封面，導(dǎo)致密封面嚴(yán)重腐蝕。即使電動執(zhí)行器的零點(diǎn)重新調(diào)整，閥門也會有內(nèi)部泄漏，隨著時(shí)間的推移，內(nèi)部泄漏也會越來越大。此外，閥門密封面還需要保持一定的密封比壓力，以確保密封，這需要電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)在閥門關(guān)閉時(shí)，也必須給閥桿一定的向下力，以確保密封。
   調(diào)整閥門零位時(shí)，用電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的扭矩關(guān)閉閥門，調(diào)整到扭矩3檔位置。閥門關(guān)閉時(shí)，可保證閥門關(guān)閉嚴(yán)密，密封面有一定的密封比壓力，有效避免零點(diǎn)漂移對閥門內(nèi)部泄漏的影響。
   3 結(jié)論
   通過對寧電3、4鍋爐再熱減溫水調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)的分析和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，找出內(nèi)部泄漏的原因，并提出了可行的改進(jìn)方法。改造后的調(diào)節(jié)閥運(yùn)行良好，機(jī)組為300MW負(fù)荷下，電動門全開，調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，無內(nèi)漏，使用效果好。
   通過再熱器減溫水調(diào)節(jié)閥的改造，不僅延長了再熱減溫水調(diào)節(jié)門的使用壽命，而且降低了再熱減溫水調(diào)節(jié)門的維護(hù)成本。此外，由于再熱減溫水不再泄漏，降低了發(fā)電煤耗，提高了機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。