机组主汽门和高调门卡涩原因分析

牛长军，张志国，徐艳丽，刘玉捧，周世才，郝同杰

(1.国电投周口燃气热电有限公司，河南 周口 466200；2.国家电投集团河南电力有限公司技术信息中心，河南 郑州 450001；3.国电投新乡豫新发电有限责任公司，河南 新乡 453011)

1 概述

某电厂建有2×200 MW国产燃煤机组，汽轮机为超高压、中间再热、两缸两排汽、单抽调整抽汽供热凝汽式两用机；锅炉为超高压、自然循环、单炉膛四角切圆燃烧、一次中间再热、“П”型布置汽包锅炉；发电机为水、氢、氢冷却同步汽轮发电机。锅炉补给水处理水源为水库水，经机加池和纤维过滤器处理后进入阳、阴床和混床制除盐水，机组补水进凝汽器。

在某次计划停机过程中，1号机组左、右两侧高压主汽门出现严重卡涩现象，不能关闭；2号主汽调门卡涩在31 %；高排逆止门不能关闭。

2 原因分析

造成主汽门卡涩的原因比较多，一般有机械、材质、化学汽水品质方面的原因。具体常见原因如下：运行过程中门杆及门套钝化层发生剥离造成卡涩；主汽门门杆及门套材质存在缺陷导致主汽门卡涩；机组蒸汽品质恶化使门杆上结垢严重导致主汽门卡涩等。

2.1 现场检查

为查明引起阀门卡涩的原因，在机组临停检修过程中，化学专业人员与汽机专业人员进行了现场检查及原因分析。

2.1.1 现场检查情况

对高压主汽门、高调门进行了现场检查。高调门及高压主汽门阀套外侧均有有严重腐蚀，较大的腐蚀坑直径约20～30 mm，深度可达5 mm左右，腐蚀坑形似“凿”出。高调门内壁附着一层灰色粉末，用手触摸即脱落，厚度约1～2 mm。

同时对高调门内粉末状沉积物取样采用能量色散X荧光光谱法进行成分分析，结果见表1，其主要成分为铁氧化物。

表1 高调门内沉积物成分分析(质量分数) 单位：%

2.1.2 割管检查情况

对省煤器管、水冷壁管、过热器管进行割管检查，经过对剖检查，省煤器管、水冷壁管内壁与之前管样对比未见明显异常；过热器管存在明显异常：内壁应为坚硬致密氧化皮，实际检查为厚层沉积物，疏松易落，发生了氧化皮保护层溶解现象，且高温过热器弯管处存有严重腐蚀坑。

2.1.3 汽水品质统计检查

查阅汽水报表发现停机前水处理出现除盐水pH值、电导率升高，约0.5 h后1号机给水、炉水pH值异常升高。进行原因查找，初步怀疑液碱串入除盐水系统，关闭水处理所有碱系统和再生系统进、出口手动门后，6 h后除盐水电导率、pH值恢复正常。对该段时期1号机组运行期间炉水、给水汽水品质进行统计，见表2。

从表2化验数据看，该时期内1号机给水钠高达2.6 mg/L，炉水钠达到54.2 mg/L，炉水pH最高达12.5且大部分达到了GB/T 12145—2016《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》中的炉水水质异常三级处理值，说明热力设备正在发生快速结垢、腐蚀、积盐现象。

表2 1号机组水汽品质汇总

2.2 结果分析

从上述检查结果看，液碱进入水汽系统后至停机前，机组汽水品质发生严重劣化，炉水pH值达到了GB/T 12145—2016《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》规定的三级处理值，氢氧化钠随蒸汽携带进入一二次汽系统，急剧浓缩形成碱液滴，部分附着在过热器管表面导致过热器管出现了氧化皮溶解甚至部分弯管处发生了碱性槽状腐蚀，还有部分液滴附着在高压调门、主汽门部位，导致门套发生了碱腐蚀。这些腐蚀产物使蒸汽品质继续恶化，特别是过热器腐蚀产生的铁氧化物及脱落的氧化皮，沉积在主汽阀、主汽调节阀的阀杆和阀套之间，导致机组停运过程中发生了左右两侧主汽阀卡死、2号高调门、高排逆止阀卡涩现象。

3 防范及治理措施

(1) 严格执行汽水品质劣化三级处理原则。厂领导及化学监督人员应牢牢掌握汽水质量劣化时三级处理原则，督促对汽水异常及时进行处理，确保汽水指标尽快恢复正常，三级处理原则作为化学监督红线严格执行，不可逾越。

(2) 做好水处理设备运行防范及维护。水处理树脂再生前检查运行离子交换器酸碱阀门严密性，确保阀门关闭严密。再生结束必须确保树脂置换、冲洗合格后方可备用或投运；无再生工作时，应将酸碱罐出口手动门、酸碱计量箱出口手动门关闭；同时对酸碱再生系统阀门制定定期检查检修计划，确保设备可靠性。

(3) 做好后续“四管”隐患治理。割管检查过热器管发生了氧化皮保护层溶解且高温过热器弯管处发生腐蚀现象，建议对过热器管进行全面检查，对过热器弯管处脱落的氧化皮沉积情况及管子本身的腐蚀情况进行分析判断，制订根本性的治理措施，避免发生机组运行中发生爆管引起非停。同时用机组检修机会对汽轮机通流部分进行检查是否发生应力腐蚀，确保机组安全运行。

4 结束语

热力系统进碱汽水品质劣化情况下，电厂人员未能严格按照“三级处理原则”采取停机措施引起的碱腐蚀是本次主汽门、高调门卡涩的根本原因，对机组安全稳定运行造成了极大影响，危及到锅炉水冷壁、过热器、汽轮机等设备，后续隐患消除也将耗费大量人力物力。作为化学监督人员必须吸取教训，引起重视，充分发挥化学监督的预防性功能；对于出现的运行机组发生汽水质量劣化情况，应确保监督体系运转有效，建议制定汽水品质异常应急预案，严守“汽水三级处理原则”化学监督红线，不可逾越。