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減溫調(diào)節(jié)設(shè)備之一，它安裝在鍋爐再熱器系統(tǒng)的噴水管道上，根據(jù)再熱器管道內(nèi)的蒸汽溫度等信號(hào)來控制閥門開度，從而調(diào)節(jié)噴水管的進(jìn)水量，使再熱蒸汽的溫度保持在允許的范圍之內(nèi)。
        福建大唐國(guó)際寧德發(fā)電有限責(zé)任公司（下稱寧電）3、4號(hào)鍋爐型號(hào)為HG-1900/25.4-YM4，是哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司引進(jìn)英國(guó)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，兩側(cè)再熱器冷段管道上級(jí)事故噴水減溫器均采用英國(guó)ABBKentIntrol調(diào)節(jié)閥。鍋爐運(yùn)行過程中，再熱汽溫以尾部再熱煙氣擋板調(diào)節(jié)為主，以減溫水調(diào)節(jié)為輔。再熱器減溫水管路的最大設(shè)計(jì)通流量為BMCR工況下再熱汽流量的3%；在50%BMCR負(fù)荷下，再熱器減溫水管路上的電動(dòng)球閥閉鎖，減溫水不能投用。
        從2006年機(jī)組投產(chǎn)到目前為止，3、4號(hào)鍋爐再熱減溫水調(diào)節(jié)閥在每次檢修中都更換閥芯密封環(huán)、閥芯，研磨閥芯、閥座。但是每次修后效果都不好，很短時(shí)間又出現(xiàn)內(nèi)漏，大大增加了備件費(fèi)用和檢修人員的工作量。發(fā)生內(nèi)漏后，為減少再熱器減溫水的漏流，需要經(jīng)常關(guān)閉調(diào)節(jié)閥前電動(dòng)球閥，容易造成電動(dòng)頭與閥桿連接銷子脫落，缺陷頻繁出現(xiàn)。通過跟蹤紀(jì)錄，機(jī)組在低負(fù)荷時(shí)（約300MW），左、右側(cè)調(diào)節(jié)閥共漏流將近30，t嚴(yán)重降低了鍋爐的經(jīng)濟(jì)性。     
        本文對(duì)再熱減溫水調(diào)節(jié)閥本身結(jié)構(gòu)、運(yùn)行參數(shù)等情況，進(jìn)行了全面分析，找出了解決問題的辦法。     
        1 調(diào)節(jié)閥內(nèi)漏原因分析
        1.1 再熱器減溫水調(diào)節(jié)閥運(yùn)行參數(shù)
        每臺(tái)爐安裝2套再熱器減溫水調(diào)節(jié)閥，其設(shè)計(jì)參數(shù)如下：
        接管規(guī)格：D76´8.5MWT；
        配管材料：SA-210C；
        設(shè)計(jì)壓力/溫度：18MPa/350℃；
        設(shè)計(jì)運(yùn)行溫度：191℃；
        減溫水工作壓力/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)/出口蒸汽壓力為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以下時(shí)，調(diào)節(jié)閥應(yīng)沒有流量，而實(shí)際運(yùn)行過程中，閥門的流量非常可觀，如表1所示。

表1 再熱器減溫水調(diào)節(jié)閥運(yùn)行數(shù)據(jù)

        1.2 再熱器減溫水調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
        調(diào)節(jié)閥閥芯閥桿采用鍛打一體式，閥芯帶有平衡孔，籠式多孔降壓閥套，平衡式節(jié)流結(jié)構(gòu)。閥座與閥體為焊接結(jié)構(gòu)，閥座環(huán)處為堆焊結(jié)構(gòu)，閥座口尺寸很薄，閥座密封面為鑲焊硬質(zhì)合金環(huán)，結(jié)構(gòu)如圖1所示。    

 
圖1 調(diào)節(jié)閥改造前結(jié)構(gòu)

        1.3 內(nèi)漏的原因分析
        （1）從運(yùn)行參數(shù)上可以看出，調(diào)節(jié)閥門入口、出口壓差很大，為16.0-4.0MPa，由于機(jī)組投自動(dòng)，再熱器減溫水調(diào)節(jié)閥運(yùn)行時(shí)動(dòng)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(zhǎng)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(jí)節(jié)流，閥門結(jié)構(gòu)不合理，流體能量未能有效消耗。閥芯上的密封圈是聚四氟乙烯制成的，由于前后壓差大，導(dǎo)致閥芯上的密封圈容易被沖刷掉，造成內(nèi)漏。
        （3）原閥座與閥體為焊接結(jié)構(gòu)，閥座環(huán)處為堆焊結(jié)構(gòu)，廠家出廠焊接時(shí)就會(huì)產(chǎn)生微裂紋，閥座焊口出現(xiàn)裂紋，會(huì)造成漏流。調(diào)節(jié)門開關(guān)動(dòng)作頻繁，閥座口環(huán)尺寸太薄，閥座口環(huán)被閥芯撐裂，造成整個(gè)閥座環(huán)易脫落，造成閥門的內(nèi)漏。
        （4）一體式閥芯閥桿為了減少開門的力，在設(shè)計(jì)上有一個(gè)平衡孔，當(dāng)開門時(shí)平衡孔也會(huì)產(chǎn)生漏流。
        2 鍋爐再熱減溫水調(diào)節(jié)閥的改造
        通過原因分析，對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行了改造，方法如下：
        （1）為了解決閥內(nèi)件選材、熱處理差，硬度不夠，閥座的焊接性能差造成的漏流，閥座改用0Cr17Ni4Cu4Nb材質(zhì)，熱處理后整體硬度提高，加厚閥座口環(huán)尺寸，耐沖蝕，強(qiáng)度提高。提高閥桿閥瓣的材質(zhì)，材料的性能比原來的進(jìn)口備件410（Cr13）提高很多。這樣提高了閥門的使用壽命，防止電動(dòng)頭過力矩?fù)螇拈y座口環(huán)。
        （2）為了解決再熱器減溫水調(diào)節(jié)閥運(yùn)行動(dòng)作頻繁，易沖蝕閥瓣密封面，將閥門原來一級(jí)節(jié)流改為三級(jí)節(jié)流，降低每一級(jí)節(jié)流部位的壓差，從而減小每級(jí)節(jié)流部位的流速，減小介質(zhì)對(duì)閥瓣及閥座密封面的沖蝕，避免內(nèi)漏。各級(jí)節(jié)流面積根據(jù)運(yùn)行需要的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，保證閥門改造后的調(diào)節(jié)特性和流量滿足了機(jī)組運(yùn)行要求。     
        下面對(duì)三級(jí)節(jié)流閥門的流量特性進(jìn)行計(jì)算，閥門的流通能力KV值由公式（1）計(jì)算：
        （1）
        經(jīng)過計(jì)算，可知每一級(jí)閥門的KV值和節(jié)流面積，如表2所示。

     
表2 閥門KV值和節(jié)流面積

        考慮到閥門通常在80%~85%開度即可達(dá)到全開流量，閥門的節(jié)流面積取適當(dāng)設(shè)計(jì)余量，因此三級(jí)閥門的節(jié)流面積均取1.2余量，流量特性采取等百分比特性，可滿足閥門在小開度下有較好的調(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)閥座口強(qiáng)度，閥座與閥體密封采用壓纏繞墊片密封。采用活閥座后，當(dāng)運(yùn)行一段時(shí)間閥座被沖刷產(chǎn)生漏流后，截?cái)鄟硭�前、后電�?dòng)球閥，手動(dòng)閘閥，可以在運(yùn)行中方便地更換調(diào)整閥閥座，保證無漏流，又能節(jié)能降耗。
        （4）通過控制閥體、閥蓋、節(jié)流套及閥座的軸向尺寸公差來保證纏繞墊片的壓縮量，保證各配合面的同軸度及垂直度，使墊片壓縮均勻，從而保證閥門無內(nèi)、外漏。在加工工藝上閥芯和閥座成分子級(jí)咬合，關(guān)閉嚴(yán)密，完全做到了零泄漏。
        （5）原平衡式閥瓣不但密封面需要保證密封，閥瓣上的密封圈也要保證密封，這樣閥門才能確保不內(nèi)漏，但是密封圈是聚四氟乙烯制成的，在運(yùn)行過程中很容易被介質(zhì)沖刷損壞，造成閥門內(nèi)漏，針對(duì)這點(diǎn)取消閥瓣上密封圈，減少發(fā)生內(nèi)漏的概率。由于閥瓣變成不平衡結(jié)構(gòu)，需加大閥門在零位開啟的驅(qū)動(dòng)力，大概需要增加300kN的力，經(jīng)過查看電動(dòng)頭auam的標(biāo)準(zhǔn)，可以使用過力矩，所以電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的力是夠用的。     
        （6）原閥瓣上平衡孔是保證調(diào)節(jié)閥開關(guān)自如不被卡澀的，現(xiàn)把閥瓣上的平衡孔取消，這樣就又減少一個(gè)漏點(diǎn)。綜合以上對(duì)閥體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改造，改造后的閥體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 改造后的調(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(dòng)執(zhí)行器SA07.1-SA16.1AUMAMATIC，如圖4所示。

圖4 auma電動(dòng)執(zhí)行器

        在每次檢修后對(duì)閥門行程進(jìn)行核查發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)執(zhí)行器在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生零點(diǎn)漂移的現(xiàn)象，即閥門電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)已經(jīng)發(fā)出零位指令，電動(dòng)頭已經(jīng)不動(dòng)作，但實(shí)際上閥門還沒有完全關(guān)嚴(yán)，這時(shí)閥瓣密封面和閥座密封面之間會(huì)存在一定的間隙，介質(zhì)在很大壓力的作用下會(huì)以非常高的速度流過密封面，造成密封面沖蝕嚴(yán)重。即使電動(dòng)執(zhí)行器零點(diǎn)重新調(diào)整好，閥門還會(huì)存在內(nèi)漏現(xiàn)象，而且會(huì)隨著時(shí)間的推移，內(nèi)漏量會(huì)越來越大。此外閥門密封面還需要保持一定的密封比壓，才能保證密封，這需要電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在閥門關(guān)嚴(yán)的情況下，還必須給閥桿一定的向下作用力，才能保證密封。
        在調(diào)整閥門零位的時(shí)候，關(guān)位用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的力矩關(guān)閉閥門，調(diào)整到力矩3檔位置。在閥門關(guān)閉的時(shí)候都能確保閥門關(guān)嚴(yán)，而且能保證密封面有一定的密封比壓，能有效避免零點(diǎn)漂移對(duì)閥門造成內(nèi)漏的影響。
        3 結(jié)論
        通過對(duì)寧電3、4號(hào)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)，找到發(fā)生內(nèi)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)行情況良好，機(jī)組在300MW負(fù)荷下，電動(dòng)門全開，調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，無內(nèi)漏現(xiàn)象，使用效果良好。
        通過再熱器減溫水調(diào)節(jié)閥的改造，不僅延長(zhǎng)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)費(fèi)用。此外，由于再熱減溫水不再泄漏，達(dá)到了降低發(fā)電煤耗，提高了機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。