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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