浅议发电厂阀门泄漏及防治

关晋涛

（上海核工程研究设计院有限公司，上海 200233）

在发电厂日常工作中，阀门主要用于控制流体介质在站内设备与管路间的流动、运转,其在机组运行系统中被誉为“咽喉”。

面对目前资源日益稀缺的全球现状，世界各国也提出日益严苛的节能减排要求，我国近年来在资源节约、减少排放的道路上不断探索，提出了碳中和等相关战略概念。电力企业也响应国家号召,对发电机组能耗、成本的缩减越来越重视。其中，减少能耗与成本的重要途径之一是优化流体介质的流动运转，减少流体介质在阀门处的泄漏量。

阀门的泄漏形式主要分为阀门外漏与阀门内漏，泄漏现象常出现在密封机构及阀体等位置。阀门泄漏随时间推移会造成阀杆和法兰密封面等的冲蚀,最终造成阀门完全失效。

在阀门泄漏过程中，流体介质会从泄漏口流出造成流量损失，其会使电厂生产过程增加能耗、提高成本、降低经济性，严重情况下影响电力安全产出。并且不及时修理阀门泄漏会造成阀门泄漏口冲蚀，泄漏量不断增加，最终阀门报废影响生产。如果流体介质具有危险特性（如易燃、易爆、腐蚀性、毒性等）在发生泄漏时，存在安全隐患，极易引起火灾、爆炸等安全事故，威胁电厂内工作人员生命安全。所以，电厂内阀门泄漏的防治对提高电厂经济效益、保护周边环境、确保工作人员人身安全等具有重要作用。

1 阀门外漏的成因

1.1 阀门填料泄漏

阀杆与阀门填料之间存在以转动为主的相对运动。在阀门使用过程中，随着开关状态不断切换,阀杆与阀门填料之间不断发生相对运动。阀门填料在扭转、压力、温度等作用下,填料不断承受挤压压力,自身老化导致力学性能的降低等原因，所以该部位存在疲劳失效风险，极易出现泄漏。当填料失效时，流体介质就会沿着填料与填料间或填料与阀杆间的缝隙向外泄漏,泄漏过程中流体介质不断冲蚀填料与阀杆，从而导致泄漏不断扩大。

1.2 法兰泄漏

阀门法兰处依靠两法兰间的螺栓、螺母与垫片密封,通过对螺栓施加预紧力，作用到垫片上以提供密封压力,流体介质便无法从法兰连接处逃逸。法兰连接处的泄漏主要包括螺栓预紧力不足导致垫片密封压力不足或过度,垫片与法兰接触面粗糙度不达标、形变和错位等都引起密封不严导致泄漏。另外，螺栓老化变形、龟裂等也会造成泄漏。

1.3 阀体外漏

阀体外漏主要由于阀门本身制造缺陷及运输安装过程中的人为因素造成，如阀门制造过程中产生的裂纹、气孔，运输安装过程中人为失误对阀体表面造成的裂纹，以及使用过程中冲蚀作用造成的泄漏等。

2 阀门内漏的成因

阀门内泄漏通常是密封机构处的密封不严造成的泄漏：（1）由于生产厂家在阀门设计中的缺陷、生产过程中的误差造成阀门密封不严形成裂缝等造成。（2）在运输、安装、检测过程中对密封件造成损伤，导致密封不严而泄漏。（3）管路中输送流体介质中存在杂质，杂质在运输过程中长时间摩擦阀门密封圈，最终导致内漏。（4）在操作阀门时，用力过大，造成阀杆等部件形变，或由于闭合不彻底，导致两侧存在压差无法抵消，两侧流体介质不断冲蚀阀芯，最终导致密封圈及阀芯乃至整个阀体泄漏。（5）由于阀杆在调整过程中常出现膨胀现象，会卡住阀门，调整阀门内的行程时，阀杆顶撞阀芯或者密封圈形成损坏，导致密封圈及阀芯乃至整个阀体泄漏。

3 电厂阀门泄漏后果

（1）对于整个电厂阀门的泄漏量就是电厂生产过程中徒增成本。泄漏出现后不及时发现、处理，泄漏量会越来越大，导致经济效益下降，降低机组效率。机组补给水汽泄漏会导致需要向机组补给比原本更多的水汽量，以保证机组正常工作，补给水量增加就需要消耗更多能源，机组总成本也就随之提高。（2）机组阀门泄漏，易产生较大噪声、环境污染。机组工作中泄漏，会产生管路振动，影响工作环境；如果流体介质是易燃、易爆、毒性、腐蚀性，更会造成工作环境的严重污染，甚至影响工作人员的生命安全。阀门泄漏后介质在内漏处分流成为细小流体不断冲蚀密封圈或阀芯，导致泄漏面积不断增大，泄漏量不断增大，最终阀门完全损坏，同时，管道内也会不断受到冲击，使受冲击位置逐渐变薄，最终管道破裂，危及工作人员人身安全，影响机组效益。

4 阀门泄漏防治方法

机组阀门出现泄漏现象后，需要根据具体泄漏位置具体进行分类处理。

（1）泄漏位置可以停止运行情况下，可通过更换损坏零件，如垫片等进行处理，泄漏情况严重的情况可直接替换阀门间确保机组正常工作。（2）泄漏位置无法停止运行，要求保证运行情况下，则需要保证处理方式的有效性，目前机组常用防漏处理方法为带压堵漏、带压焊接等方式，这些方法成本高，专业性强，但能在保证机组运行的情况下进行防漏，具有针对性。

4.1 阀杆泄漏处理

损坏件更换。阀门维修过程为保证阀门连接紧密，需要在压盖与填料处留一定距离，如果压盖处螺栓损坏或锈蚀，需要阀门维修人员关闭阀门，先对损坏螺杆进行更换，再进行其他零件的更换，以确保阀杆与固定件之间的紧密性。

4.2 阀门阀盖及法兰泄漏处理

（1）紧固螺栓。在泄漏量较小时，通过螺栓紧固提高垫片所受压力，提高密封可靠性。通常情况下，密封垫片为金属垫片，维修人员需要保证螺栓紧固恰当，既要避免螺栓紧固过度，也要保证紧固不足的情况。在紧固螺栓过程中，不要盲目操作，以防引起不必要的损坏问题。这种方法适用于密封垫片为金属缠绕垫的法兰构件。（2）焊接处理。针对法兰间隙小，泄漏量不严重的情况。将两个法兰通过带压焊接的方法焊接连在一起，以保证流体介质顺畅流通的作用。一般流体介质顺畅流通后再次发生泄漏概率很大，需要在操作中实现全焊接，即将螺栓、螺母、螺柱、法兰全部焊接牢固。

4.3 阀体泄漏处理

（1）制作模具。阀门在机组工作过程中长期使用，由于管道内、阀门内流体介质的冲蚀作用或是阀门设计缺陷，会出现阀门泄漏等现象。如不能及时发现，泄漏口会逐渐扩大，影响机组正常工作，增加成本，降低效率。可以综合阀门位置及现场工作条件，制作配套模具，利用模具对泄漏口进行顶压、封堵的方法进行处理。使用时，将模具安装在泄漏点相切位置，夹紧机构与模具、泄漏口垂直，并在泄漏口接触面涂适当密封材料增加密封性，实现模具固定，泄漏口封堵。在不更换阀门的情况下，尽可能降低流体介质泄漏量。

（2）卡具法。机组部分带压阀门发生泄漏时，泄漏量大，泄漏情况恶化快，易引发机组后续安全问题，需快速实现泄漏口封堵，制造配套模具门难以满足所需封堵速度。可紧急使用卡具进行封堵处理，使用时，同样将卡具安装在泄漏点相切位置，顶压机构与模具、泄漏口垂直，并在泄漏口接触面涂适当密封材料增加密封性，实现卡具固定，泄漏口封堵。

（3）铆接法。如果阀体存在气孔、砂眼泄漏，可先气孔、砂眼位置处打磨抛光，保证其表面具有良好粗糙度后进行铆接处理，能够在较短时间内提供良好的泄漏口封堵效果。

（4）带压堵漏。带压堵漏是保证流体介质在流通条件下，以保证机组正常工作前提下,利用固体密封材料密封机理，在泄漏点利用堵漏专用设备，将密封材料在设备加热、处理成为密封胶，并打入设备与泄漏口位置间，充满整个泄漏口，使密封胶与泄漏流体介质压力平衡，堵塞介质泄漏的通道实现，带压封堵。

（5）焊接法。在阀体介质流量相对较小的工况下，可以应用1个内径比泄漏点大1倍以上的带螺纹短管，借此方式使泄漏介质由短管中外流。短管焊在阀体上，再配合使用1个符合短管螺的堵头，焊接工作整体完成后封锁短管，借此方式实现阻止泄漏的木板。导流是短管最大的作用，在现场可以依照实际需求选择不同的材料，比如，螺母、阀门等。但是，具有焊接操作中要有应用适当的电流，焊接电弧要和漏点维持一定距离，以防引起烧穿问题导致更大的泄漏。而在高温介质的阀门上进行施工作业时，操作人员要高度重视维持自身的安全性。

5 结语

阀门是机组系统的“咽喉”，阀门的泄漏会使电厂出现成本增加、能耗增加、效益降低、环境污染、威胁工作人员人身安全等问题。为此在本文中总结了电厂阀门内漏与外漏的介质泄漏常见形式，并对泄漏产生危害进行了进一步分析。通过分析泄漏的形成成因,介绍了阀门泄漏检防治、堵漏方法，对电厂机组阀门泄漏防治具有一定的指导作用。