分析了600MW 發(fā)電機(jī)組用高壓主汽閥的閥蓋泄漏原因，制訂了檢修工藝標(biāo)準(zhǔn)，解決了閥蓋密封泄漏問題。

1、概述

　　600MW 超臨界發(fā)電機(jī)組的高壓主汽閥位于汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥前的主蒸汽管道上，每個(gè)高壓主汽閥有一個(gè)進(jìn)汽口和一個(gè)連接到調(diào)節(jié)閥腔室的出汽口。高壓主汽閥閥蓋采用4. 5in. ( 115mm) × 818mm 螺栓緊固，閥蓋與閥體采用金屬纏繞墊片密封。

2、存在問題

　　機(jī)組投產(chǎn)以后，出現(xiàn)了高壓主汽閥閥蓋泄漏問題。檢修中雖增加了螺栓預(yù)緊力，但隨著運(yùn)行時(shí)間及機(jī)組啟停次數(shù)增加，仍出現(xiàn)閥蓋密封泄漏。泄漏后現(xiàn)場(chǎng)帶壓堵漏困難，隨著負(fù)荷變化泄漏量進(jìn)一步增加，長(zhǎng)期運(yùn)行造成閥蓋密封面損壞嚴(yán)重，真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.lalazzu.cn/)認(rèn)為會(huì)給機(jī)組運(yùn)行帶來安全隱患。

3、原因分析

3.1、結(jié)構(gòu)

　　閥蓋與閥體采用高溫雙頭螺栓連接( 圖1) ，密封墊片為金屬纏繞式。金屬纏繞墊片無(wú)約束時(shí)最高使用壓力為25MPa，適用溫度為650℃。機(jī)組主汽溫度為565℃，主汽壓力為24. 2MPa，均接近設(shè)計(jì)使用極限。使用前嚴(yán)格控制金屬纏繞墊片內(nèi)外徑尺寸，特別是金屬墊片厚度應(yīng)滿足4. 5± 0. 15mm，在螺栓緊固后保證金屬纏繞墊片有足夠的壓縮尺寸，以確保密封性能。

圖1 閥體與閥蓋連接

3.2、材料

　　檢修期間對(duì)閥蓋螺栓進(jìn)行光譜檢查，材質(zhì)為20Cr1Mo1VNbTiB，其螺栓的最高使用溫度為570℃。20Cr1Mo1VNbTiB 是一種具有較高的持久強(qiáng)度和持久塑性，抗松弛性能好，熱脆傾向小，缺口敏感性低的低合金高強(qiáng)鋼。但是，當(dāng)工作斷面尺寸較大時(shí)，心部沖擊值往往有較大波動(dòng)，經(jīng)常出現(xiàn)晶粒粗大現(xiàn)象，以至于影響力學(xué)性能。主蒸汽設(shè)計(jì)溫度574℃，正常運(yùn)行時(shí)主蒸汽溫度566℃，使用低合金螺栓裕度小，安全系數(shù)低，容易造成熱應(yīng)力松弛，致使閥蓋法蘭處泄漏。

4、檢修

　　機(jī)組停運(yùn)后， 將螺栓材質(zhì)更換為1Cr11Co3W3NiMoVNbNB，螺母材質(zhì)為45Cr1MoV。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)介紹，螺栓冷緊力矩1. 5kN·m，推薦

　　采用大錘冷緊。受人力因素及檢修空間位置影響，難以確定冷緊力矩是否達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。所以安裝前，將閥蓋與閥體在不加力狀態(tài)下合攏，測(cè)量閥蓋與閥體間隙。采用間隔12h 2 次冷緊，以墊片與閥體和閥蓋結(jié)合面貼合作為冷緊后質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。若結(jié)合面存在間隙，根據(jù)表1 應(yīng)修正閥蓋螺栓熱緊數(shù)據(jù)。

表1 閥蓋螺栓熱緊數(shù)據(jù)修正

　　為保證螺栓受力均勻，螺栓應(yīng)按圖2 順序緊固。螺栓規(guī)格4. 5in. ( GH) ，伸長(zhǎng)量0. 40 ～ 0. 52mm，螺母旋轉(zhuǎn)弧長(zhǎng)69. 26 ～ 90. 4mm。增加螺栓熱緊弧長(zhǎng)，使用螺栓伸長(zhǎng)測(cè)量工具測(cè)量伸長(zhǎng)量0. 40 ～0. 52mm。螺栓熱緊8h 后，測(cè)量閥蓋與閥體間隙，應(yīng)比不加力間隙小0. 10 ～ 0. 20mm，對(duì)稱4 點(diǎn)間隙差小于0. 05mm。

圖2 閥蓋法蘭螺栓擰緊順序

5、結(jié)語(yǔ)

　　經(jīng)更換螺栓材質(zhì)，嚴(yán)格控制檢修質(zhì)量，執(zhí)行新的檢修工藝標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)電機(jī)組高壓主汽閥和高壓調(diào)節(jié)汽閥運(yùn)行良好，為機(jī)組安全運(yùn)行奠定良好基礎(chǔ)。