降低锅炉阀门缺陷发生频次的措施

刘 涛

（华润电力江苏检修有限公司，江苏徐州 221100）

0 引言

阀门作为锅炉系统控制与连接的重要组成部分，对锅炉系统的调整和安全起着重要的作用，阀门一旦出现问题，锅炉系统便有可能出现诸多不可控的后果，给机组的安全、经济运行带来巨大影响。因此，针对阀门有可能发生的缺陷并对缺陷的发生频率进行降低，保证阀门安全稳定地工作，具有重要意义。

下面通过对锅炉阀门经常发生的缺陷进行分析，并就如何降低缺陷的发生频次提出一些建议。

1 阀门类缺陷发生的频次

一台锅炉上上下下有数百个大大小小、各种各类的阀门，在运行过程中，由于阀门自身的原因或工况的变化会导致阀门产生这样或那样的问题。下面将就某电厂的锅炉进行分析。在某年度，该电厂的锅炉总计发生缺陷2472 次，其中阀门类缺陷803次、占到了32%（图1）。阀门类缺陷主要有内漏、外漏和机械故障：内漏发生302 次，外漏发生192 次，机械故障发生256 次，其他53 次。了解缺陷产生的原因后，就可以有针对性地采取措施，避免缺陷发生或减少缺陷发生的概率。

图1 锅炉的缺陷及分类

2 阀门缺陷发生所产生的经济损失和安全危害性

在机组运行过程中，阀门会因为工况的变化而发生不同的问题，当阀门出现故障后，特别是泄漏（包括内漏和外漏）和机械故障，将带来很大的安全隐患和经济损失。

2.1 阀门缺陷所带来的经济损失

阀门泄漏会影响设备的正常运行，锅炉汽水系统的疏放水阀门发生内漏时，就会导致蒸汽进入定排等排污排空，从而大大影响机组的经济性。锅炉阀门泄漏主要影响到主蒸汽温度、再热汽温度、主蒸汽压力、减温水、排污、补水率及机组负荷等。根据对机组所做的性能试验，具体影响见表1。

表1 锅炉阀门相关参数的变化对经济性的影响（额定工况）

从上述数据来看，阀门的质量将对机组的安全经济运行产生较大的影响，因此，从阀门的选型、检修等方面来看，降低阀门缺陷发生频次，已经成为电厂经济运行的重点目标。

此外，外漏无法得到有效控制而危及设备和人身安全时，或重要阀门（如安全阀、事故防水等）无法有效操作时，将引起机组的非计划停运，从而带来更大的经济损失。

2.2 安全危害性

锅炉阀门一旦发生故障将对机组的安全运行造成极大的隐患。针对缺陷的类型和危害，总结如下：

（1）阀门内漏。将引起蒸汽长时间冲刷相同位置的阀芯、阀座，冲蚀越来越大，在无法隔离的情况下，只能等待停机处理。

（2）主、再蒸汽等对空排气门、安全阀内漏。将会产生很大的噪声污染，甚至可能造成人身伤害。

（3）阀门外漏将产生很大的安全隐患。外漏的高压高温汽体不仅会阻碍对缺陷的处理，同时也会对设备和人身产生极大的威胁。

（4）执行机构和阀门连接故障。将无法对阀门进行有效的操作，如：减温水阀门出现故障，无法对蒸汽温度进行有效调节，将严重影响机组的经济性；一些起安全作用的阀门（事故放水及过再热器排汽门等），如果在紧急需要操作的情况下因为故障无法操作，将严重影响机组的安全运行。

因此，无论从经济性还是安全性来说，对阀门缺陷发生的部位、性质和工作条件加以分析，以便采取相应的解决对策和措施，是机组安全运行的有力保障。

3 阀门缺陷的发生原因分析及减少缺陷的措施

根据相关数据分析，阀门类缺陷主要表现在内漏、外漏和机械故障，下面针对这些问题进行分析。

3.1 阀门内漏

如何判断阀门内漏，是巡检过程的重要环节，现场一般采用测温仪测量阀体的温度，如果阀体温度比较高，则可判断阀门内漏。根据现场经验，一般如果测量温度超过60，即可判断此阀门存在内漏。另外，在减温水区域的阀门，可以通过阀门前后温度和流量变化来判断阀门的内漏情况。

降低阀门内漏的措施有5 个。

（1）阀门的选用要严格把关。阀门的选用与工作介质温度和工作压力有一定的关系，由于阀门的工作压力是根据材质和温度来决定的，材料的强度随温度升高而降低。根据相关标准，限定在允许最高温度以下各种材料的阀门在各级工作温度允许的最大的工作压力。订货时，必须提出阀门型号、规格、介质温度、工作压力级。阀门的选购应选择合格的供应商。

（2）阀门安装要从细节上重视。阀门和管道的安装要根据现场实际情况和运行工况，合理安排安装位置，低进高出，保证阀门的正常工作，阀体内有无杂物，管道是否通畅，否则应将其内部清理干净。

（3）在阀门进入现场使用前，应解体检查，并做相应的密封实验和强度实验，确保进入生产现场的阀门都是合格的。

（4）阀门解体研磨后，阀芯与阀座密封面进行红丹粉着色检查，密封线应完整、连续均匀、无断线，100豫连续接触，密封面上无凹坑、冲蚀痕迹和其他硬伤，平面阀芯压线宽度1.5～3.0 mm。阀门的密封性，用煤油试漏，保持24 h、无漏点。

（5）关断阀要么全开要么全关，不要在中间位运行。同时，关闭手动阀门时必须关严，对于电动门、气动门要校正行程确保零位正确，尽可能避免阀门在小开度长时间运行。阀门在小开度时两侧压差特别大，阀芯处介质流速很大，阀门关严可以最大限度地避免阀芯、阀座被冲刷。如果阀门不严，则要及时处理，否则阀芯冲刷后再处理就只能隔离或等待停机。

3.2 外漏

阀门的外漏故障比较直观，通常通过肉眼即可发现。外漏主要有盘根、自密封、法兰及阀体本身的泄漏。

3.2.1 阀门盘根的泄漏

运行中，阀门会进行比较多的开关操作，盘根不动阀杆来回动作，如果出现阀杆与盘根的润滑不够、阀杆不够光滑等情况，再加上介质温度和压力的影响，盘根就会出现外漏现象。如果不能得到及时有效的处理，外漏会加剧，长时间就会导致盘根完全吹走而导致泄漏不可控制。

3.2.2 自密封的泄漏

自密封的泄漏主要表现在自密封自身的质量问题、装配过程中的损伤以及自密封的提紧力不足等，在运行过程中，随着温度、压力等工况的变化，自密封的紧力有可能发生变化，从而导致流体介质从紧力不足的自密封处泄漏，时间越久，泄漏越大。

3.2.3 法兰的泄漏

法兰连接的阀门的密封依靠螺栓对垫片的压紧力来达到密封介质的外泄。泄漏的原因主要有：垫片本身的质量问题、垫片安装偏斜、压紧力的不均、外力导致法兰张口等。阀门的法兰密封主要是依靠连接螺栓的预紧力，通过垫片达到足够的密封比压，来阻止被密封压力流体介质的外泄。

3.2.4 阀体的外漏和原因

阀体的外漏主要原因是由于阀门生产过程中铸造或锻造缺陷所引起的，不过流体介质的冲刷和气蚀也是常见因素之一。

降低阀门外漏发生所采取的措施主要有6 个。

（1）根据阀门的作用、位置及工况，选用合适的阀门、螺栓、垫片、盘根、自密封等。

（2）对法兰密封的阀门要用合适的紧力均匀拧紧螺栓：螺栓预紧力太小，达不到法兰和垫片所需初始密封比压；螺栓预紧力太大，使垫片发生过度变形、工作时垫片回弹不够等，密封面均会发生泄漏。

（3）阀杆处的外漏是靠盘根室来实现的，要求阀杆光滑无麻点凹坑、盘根选用正确无破损、阀杆盘根润滑良好。压盖螺栓压好后，压盖压入填料箱部分不得小于1/3 且不大于2/3，螺栓应露出螺母至少2～3 个丝扣，螺栓紧力适中，确保阀杆活动灵活且无外漏。

（4）阀杆的椭圆度、挠曲度和光洁度都会影响盘根室的密封。阀杆弯曲度不得超过2/1000，椭圆度不得超过0.02 mm，表面锈蚀和腐蚀深度不得超过0.1 mm。

（5）对有自密封的阀门来说，自密封也是外漏的一个重要因素，因此安装时要保证自密封的完好及紧力。

（6）选用质量合格的阀门，尽可能避免因阀体而产生的泄漏。

3.3 机械故障

阀门的机械故障主要表现在阀杆无法正常开关、针对阀杆无法操作，主要原因包括：阀杆螺纹存在损伤、螺纹腐蚀或螺纹被灰尘煤粉等覆盖；阀杆缺乏润滑或润滑剂失效、弯曲、表面光洁度不够；阀杆和铜套配合公差不准、咬得过紧，铜套安装倾斜、材料选择不当，如果阀杆和阀杆螺母为同一种材料，则容易发生咬住现象。

4 结束语

阀门在锅炉运行中起到了重要的作用，能够保障锅炉的正常运行和安全生产。但是阀门在使用过程中不可避免地会发生这样那样的问题，如何将这些问题或缺陷的发生降低到一个合理的频次、避免重大事故的发生，是相关技术人员在今后的检修生产过程中必须面对的考验。