冰塞技术在处理油动机电磁阀渗油上的应用

作者:计永恒时间:2017-04-27 09:04:18  来源:  阅读次数:281次 ]

摘 要 本文介绍了应用冰塞技术在不停机的情况下处理 1000MW 汽轮机油动机快关电磁阀转接板与油动机接触
面之间渗油缺陷的可行性 ,具体介绍了实施方案及消缺过程 ,给不停机情况下解决抗燃油系统油动机电磁阀渗油指
明了方向 ,提供了技术支持与实例 ,指出冰塞技术是实现抗燃油系统隔离 ,避免整台机组非计划停运的有效手段。
关 键 词 汽轮机 ;冰塞技术 ;油动机 ;抗燃油
中图分类号 TK26 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2014)113-0182-02
1 概况
1)郑州裕中能源有限责任公司 #3、#4 机组汽轮机为东方
汽轮机有限公司生产的 N1000-25/600/600 型超超临界、一次
中间再热、凝汽式、单轴、四缸四排汽汽轮机。
汽机轮的调节保安系统是高压抗燃油数字电液控制系统
(DEH)的执行机构 ,它接受 DEH 发出的指令 ,完成机组的挂闸、
驱动主汽门、调节汽门及遮断机组等任务 ,是保证汽轮机安全
可靠稳定运行的重要组成部分。
本型号汽轮机中液力控制系统采用 46SJ 磷酸脂抗燃油 ,
设计压力11MPa。汽机机是靠抗燃油采用液压形式驱动油动机,
而油动机活塞又与阀门的阀芯相连 ,靠油动机活塞行程变化来
改变阀门的开度 ,从而完成对汽轮机进汽量的控制与调节。
每台油动机均通过压力油、安全油、回油三根油管与系统
相联 ,其中压力油管与系统间有阀门相隔 ,安全油和回油管与
系统无阀门隔离 ,因而与安全油和回油管相关联的部件如果出
现泄漏或渗漏就会直接严重影响机组安全稳定运行 ,甚至导致
非停重大事故的发生,对电网的安全运行也会造成较大的冲击。
2)缺陷情况
#4 机 #3 高压缸主汽门油动机快关电磁阀与油动机结合面
渗油 ,渗油量约为 4 滴 /S,经紧固螺栓后泄漏量无明显变化 ,
又经铆缝处理后泄漏量有增大趋势 ,分析确认密封圈已损坏 ,
无法正常消缺 , 4 天后泄漏量达 42.5L/24h,采用带压堵漏的
方法 ,将整个电磁阀用罩壳封住来消除泄漏 ,带压堵后泄漏量
减小 ,但渗漏的油仍然会漏到罩壳内 ,造成罩壳内油压不断上
升 ,当压力增大到 2.35MPa 后导致 #3 主汽门缓慢关闭 ,#4 主
汽门关闭 ,意味着堵漏法消缺失败 ,严重影响了机组的安全稳
定运行。
3)冰塞技术
冰塞技术于 20 世纪末最早出现在西方国家检修领域中 ,
目前已广泛应用于化工、电力等企业设备检修中。在我国秦山
核电、邹县发电厂均有应用 ,但对于压力为 11MPa 的高压抗燃
油管道在线检修应用较少。
冰塞技术就是利用专用夹具 ,通过采用制冷剂 ( 一般用液
氮 ) 对需要隔离的液体系统管道进行局部冷却 , 使该管段内
的液态介质凝固成固态 , 形成一段比夹具稍长的、两端各带
一个水腔的圆柱形冰塞 , 径向截面看上去像一个沙漏 ,从而
将管道内的液体阻断 ,实现设备与系统隔离 ,完成消缺的目的。
依据相关文献的结论 :冰塞形成过程中根据计算所产生的应力
远低于材料的抗拉强度 ,冰塞不会造成材料的性能恶化。低碳
钢由于存在极大的低温脆性 ,在冰塞过程中避免敲击和管道憋
压超载。而低温对不锈钢和合金钢材质的影响不大。
为了确保机组的正常运行 ,决定在不停机情况下 ,关闭
#3 主汽门 ,用冰塞技术 ,采用液氮冷冻 #3 主汽门油动机安全
油进油管道 ,更换 #3 主汽门油动机快关电磁阀及转接板 O 型
密封圈来消除漏油。
液氮是较为理想的制冷剂 ,常压下液氮蒸发可获得零下
196℃的低温。本次冰塞处理的安全油管材质为 0Cr18Ni9T 不
锈钢 ,直径为 20.5mm,压力为 11MPa ;采用的冷却夹具为长度
1m 的碳钢管制作 ,垂直中分对开 ,直径 89mm,液氮入口直径
为 25mm,排气口为 32mm。
2 组织措施
人员组织 :成立组织机构并要求如下 :
1)集控主值人员监视和操作 ,集控巡检现场监视 ,中间
保持通讯畅通 ;
2)各部门汽机专工现场协同指导 ,维护单位汽机及热控
人员负责实施 ,液氮厂家负责管道冷冻。
工器具准备 :注氮夹具、注氮管道、角磨机、手锤、铜棒、
内六角扳手一套、碘钨灯一套、耐高温石棉板、石棉布、硅酸
铝针丝毯、红外线测温仪、通风扇、电缆盘等。
备品准备 :氟橡胶 O 型圈 5 件 ;#46 美国大湖抗燃油 3 桶 ;
200L 杜瓦瓶液氮 3 瓶 ;硅酮胶 1 瓶 ;
其他消材(充足):工业胶皮、白布、丙酮等。
3 技术措施
1)隔离状态 :#4 机负荷降至 900MW 以下 ,强制 #3 主汽
门快关电磁阀指令为当前值 ,使其不带电 ,通过 #3 主汽门活
动试验 ,关闭 #3 主汽门及主汽门压力油进油手动门。
2) 检修隔离措施 :关闭 #3 主汽门及主汽门抗燃油进油管
过滤器前、后手动阀、旁路阀 , 挂禁操牌 ;
3)检修施工工序
(1) 拆除热工线管 ,拆除带压堵漏的夹具 ,确认 #3 主汽
门压力油泄压关闭 ;
(2)在 #3 主汽门油动机安全油管弯管处安装冷冻夹具 ,
并进行固定 ,夹具外壁包石棉布两层 ,然后包 50mm 的硅酸铝
针丝毯两层 ,在夹具下方放置镀锌铁皮 ,导流至固定的容器中 ;
(3)连接液氮与夹具并缓慢注入液氮 ,注意液氮如果溢流
或从缝隙流出 ,做好防护措施 ,防止低温灼伤 ;
(4) 用红外线测温仪测量管壁温度 ,大约 20min 后 ,温度
达到了 -70℃,结合面处不再滴液 ,更换满瓶液氮 ,然后再冷
却 10min,在连续供入液氮的前提下 ,尝试缓慢松开 #3 主汽门
电磁阀螺栓 ,当无连续油流流出的情况下 ,继续松开其余螺栓
直至全部松开 ,取下电磁阀及转接板 ;
(5) 检查结合面情况 ,取出损坏的 O 型圈 ,使用丙酮清洗
密封部位,装入新O型圈,然后装回转接板及电磁阀,紧固螺栓 ;

(6)停止注入液氮,拆除保温,当夹具表面温度高于 -50℃
时 ,拆除夹具 ;
(7)当管壁温度低于 -30℃(抗燃油倾点 -18℃)时 ,使
用碘钨灯距离油管道 1m 处缓慢加热油管道 ;
(8)整过解冻时间为 1h 左右 ,期间人员必须一直看护好 ,
当听到砰的声响外加管道振动时 ,解冻工作结束 ,观察接头处
无渗漏则恢复安措 ,切除 #3 主汽门活动试验 ,开启 #3 主汽门 ,
机组恢复正常运行方式。
4 注意事项
1)夹套各结合面要密封完好 ,密封不能使用焊接的方式 ,
否则容易造成夹套冻裂 ,密封采用密封胶或生料带等软密封 ;
2)夹套必须设置注液氮口和排气口 ,排气口必须稍大于
注氮口 ,防止夹套承压爆裂 ;
3)液氮为危险液体 ,使用操作时需要专业人员操作 ,工
作人员要带好防寒手套和面罩 ;
4)管道内压力较高时 ,冰塞部位选择在弯头(管)部位 ,
这样冰塞的阻力大 ,可靠性强 ;
5)因抗燃油压力有 11MPa,所以制作的夹具为 1m 长 ,保
证形成足够的冰塞。
6)整过注氮过程中所有工作人员必须戴双层手套 :头戴
防护面具 ,手戴防寒手套 ,脚穿棉袜和雨靴 ,袖口扎紧塞入防
寒手套内 ,裤口扎紧塞入雨鞋内 ,且专人定点操作。
5 冰塞失效原因及应对措施
冰塞失效是指冰塞不能和管道保持紧密结合 ,不能承受压
力 ,不能保持密封性。冰塞失效的迹象是管道变暖和工作介质
的流失。失效的原因可能有 :夹具破裂、液氮不足、抗燃油未
完全冰冻。
因此 ,为了确保冰塞的形成和保持 ,必须保证以下几点要
求 :
1)足够的液氮供应。不仅要有足够的液氮形成冰塞 ,而
且在整个保持期间也必须有足够的液氮供应 ,这对大管径管道
十分重要 ,因其液氮的消耗速率较大。在液氮用完之前应更换
新瓶 ,以维持冰塞 ;
2)液氮和管道应良好接触 ;
3)冰塞附近应无热源 ,冰塞必须远离任何热源以避免融
化。
6 结论
新密电厂通过在 1000MW 火电机组抗燃油安全油管道上应
用冰塞技术 ,成功实现了不停机更换快关电磁阀 O 型密封圈的
工作 ,给 1000MW 火电机组消除同类缺陷提供了具体借鉴实例。
因此 ,在火电厂中对于介质为液态的且管径较小系统 ,出现无
法与系统进行隔离的缺陷时 ,尤其是高压抗燃油系统缺陷 ,冰
塞技术不失为一种简单可行的有效方法 ,对火电厂避免机组非
停 ,提高经济性有十分重大的意义。
参考文献
[1]杨云斐.冰塞技术应用风险与对策.中国核科学技术进
展报告(第一卷).
[2]王长征,田亚,王保田.冰塞法处理600MW机组密封油
系统异常问题的探讨.全国火电大机组竞赛第十届年会论文集.
[3]王贺宇.冰塞技术在核电厂应用的理论研究.

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