联合循环锅炉高压过热器安全阀导轨裂纹分析及临时处理

2024-01-17李水发

能源与环境 2023年6期

李水发

（福建晋江天然气发电有限公司福建晋江 362251）

1 介绍

某厂4 台机组为F 级燃气-蒸汽联合循环发电机组，采用单轴布置，属于GE STAG 109FA SS(S109FA)系列。燃气轮机由美国GE 公司生产，型号为PG9351FA，余热锅炉是4×350 MW燃气-蒸汽联合循环机组配套设备，由杭州锅炉集团公司引进美国NOOTER/ERIKSEN 公司全套燃气轮机余热锅炉设计技术设计制造的［1-2］。余热锅炉为三压、再热、卧式、无补燃、自然循环燃机余热锅炉，锅炉本体受热面采用N/E 标准设计模块结构，由垂直布置的顺列螺旋鳍片管和进出口集箱组成，以获得最佳的传热效果和最低的烟气压降。安全阀是受控锅炉与灾难性爆炸之间的最后一道安全防护装置［3］。当系统压力过高时，阀门入口压力上升，直至由系统压力施加在阀瓣上的力大于弹簧产生的力［4-5］。这会引起安全阀突然动作或打开，释放出多余蒸汽，直到系统压力降到所要求的压力。1700 型安全阀代表着减压阀门的工艺水准，除了其背压辅助关闭特性外，此类阀门还有一辅助压力和温度稳定特性。在集汽箱设置温度表、压力表和安全阀等必要的附件和仪表配置，以供锅炉运行时监督、控制用。锅炉高压过热蒸汽集箱安全阀设计参数见表1。

表1 锅炉高压过热蒸汽集箱安全阀设计参数

2 锅炉高压过热蒸汽集箱安全阀导轨裂纹临时处理

2.1 故障现象

2022 年6 月30 日14：35，点检员在点检时发现3 号余热锅炉高压过热蒸汽集箱安全阀启座，排汽管发出呼呼的声响，现场检看高压过热器集箱就地压力表显示为10.56 MPa，立即汇报值长，14：55 对余热锅炉高压过热蒸汽集箱安全阀在线调整，打开安全阀阀罩及手动装置，对安全阀调整螺母进行旋紧，约加压力0.06 MPa，安全阀累计压力1.62 MPa，此时安全阀回座，设备恢复正常状态；6 月30 日23：25，机组解列停机。7 月1 日06：25，3 号机组调峰启动运行，08：40 点检员在设备巡检时用点温枪对安全阀出口管道进行测量显示95℃，确定安全阀有内漏现象，将情况汇报值长。

7 月5 日，安排3 号机组余热锅炉高压过热蒸汽集箱安全阀解体检修，在安全阀解体后发现安全阀阀芯有点蚀和阀座有刮痕现象，对安全阀阀芯和阀座进行研磨，用红丹进行密封检查，密封接触面在70%～80%之间，对阀芯和阀座进行回装，此时发现阀座上的导套有裂纹，如图1 所示；将安全阀导轨取出，用除锈剂进行清理导轨与安全阀阀间杂物后导轨还是纹丝不动，用铜棒轻轻敲击，安全阀导轨从裂纹处断开，如图2所示。

图1 安全阀导轨隐藏裂纹

图2 安全阀导轨裂纹断开

2.2 3 号余热锅炉高压过热蒸汽集箱安全阀导轨临时处理过程

因电厂仓库没有同类型号的导轨备件，询问同行电厂也没有同型号备件，备件临时采购需要5 d 时间。由于正值迎峰度夏期间，省调随时将机组安排启动运行。经过综合考虑，先将安全阀的阀芯阀座研磨合格后先回装，待备件采购到位再更换备件，如图3 和图4 所示。由于安全阀的密封面宽度在3 mm左右，断裂导轨先不取出，调整中心位置作为安全阀阀芯导向作用，如图5 所示，安全阀阀芯阀杆等压盖就位后，拧紧螺柱螺母，直到所有螺母都拧紧。初始扭矩应依次施加在每个螺柱螺母上，再逐渐增加扭矩，直到施加最终扭矩。根据拆卸前测绘记录好弹簧调整螺母压紧尺寸，作为额外的预防措施，再加大压力约0.06 MPa。为确定安全阀芯和阀座密封面，对安全阀密封面进行常压试验，在安全阀排汽区域注满水，在安全阀汽腔排污管加装透明塑料管，作为汽腔观察水位计，做好原始注水位标记，如图6 和图7 所示。经过12 h 的静态试验，从汽腔观察水位计下降约3 mm，经过分析安全阀阀芯和阀芯密封良好，其下降值应为水分蒸发等因素。安全阀校验结果为安全阀回装正常。