闸阀泄漏及处理探讨

闸阀泄漏及处理探讨

陈操超、桂承国、罗西华

（重庆建峰新材料有限责任公司能通分公司  重庆 408601）

摘要：通过闸阀泄漏案例并分析原因做出具体处理措施，取得了对闸阀泄漏处理的成功经验和探讨。

关键词：闸阀  自密封  四开环  泄漏  处理措施  改进方式

一、概述

闸阀是自动控制系统中的终端执行原件之一，其性能的好坏直接影响到控制品质的高低，它在运行中直接与工艺介质相接触，因此，闸阀大多数使用在高温、高压等恶劣环境中。

二、事故经过

1、在2021年9月4日，重庆建峰新材料有限责任公司能通分公司，在切换#2锅炉时，检修人员现场手摇炉2汽2门至就地开度2%，远程操作仍无法开启，检修人员准备再次手摇该门，刚登上操作平台时，突然发出“砰”的一声，炉2 汽2门自密封填料被冲开而发生泄漏，介质为蒸汽，压力8.9Mpa，介质温度为535℃，阀门型号为Z962Y-PW57 140V DN350，泄漏量随时间逐渐增大，整个控制室被蒸汽泄漏噪音笼罩，泄漏点是重大风险因素，会导致#1机组停车，#2锅炉停车，造成园区部分生产企业因为蒸汽影响而停止生产。

（泄漏现场照片）

三、原因分析

能通分公司立即联系专业漏点处理公司作业人员，采取向自密封处打孔注胶的方案进行抢修，通过在阀体自密封处不同位置，逐步打孔3个并缓慢注入密封胶，但在注胶过程中密封胶很难进入泄漏部位，经过一晚上连续作业，漏量未见减小，此方案未能堵漏成功。针对这种情况，能通分公司技装部分析原因，根据炉2汽2门的结构，结合排查同批次阀门泄漏的实际情况，综合阀门厂家技术人员的指导性意见和相关技术规范，对本次事故原因分析如下：

1、炉2汽2门型号为Z962Y-PW57 140V  DN350，为楔式双闸板刚性闸板阀，关闭时是靠闸板自动吻合两侧阀座,自动补偿楔角的加工位置误差，被封闭在阀体中腔的水被迅速汽化,导致压力急剧升高（增高的压力常常是几何级数），因此，阀体中腔异常超压而发生“闪爆”，将自密封填料冲出是导致炉2汽2门泄漏的直接原因。

2、阀门中腔部位底部存在的水（具体存水原因需进一步分析），炉2汽2门暖管和均压过程中，被密闭在阀体中腔水加热升温发生膨胀，在炉2汽2门密封性能较好的情况下，特别是手摇炉2汽2门至2%开度时，中腔压力剧增，，如此大的压力需要找到一个泄放口，密封环是阀门设计中最为薄弱的地方，最终通过密封环漏出起到释放压力的作用，这是炉2汽2门自密封泄漏的主要原因。

3、根据《NB/T47044-2014电站阀门》第6.9.2条的规定：

4、针对因炉2汽2门结构存在阀体中腔异常超压而发生“闪爆”的隐患，无论是设备还是工艺，均应知识不够，不知道风险的存在，在阀门选型时只参照原设计和原技术协议而未考虑中腔异常超压而发生“闪爆”风险，操作时因不知道风险而未采取相应措施，这是炉2汽2门自密封泄漏的间接原因。

四、处理措施

1、未能堵住主要是因为阀体端面与阀盖之间缝隙过大，密封胶保留不住从缝隙中冲出，结合阀门图纸，根据阀门垫子尺寸结合阀门实际尺寸设计密封环，把密封环敲进阀体端面、填料函与压板之间的缝隙中并焊接牢固，再从阀体自密封处打孔注胶，此方案耗时20h，最终将漏点成功封堵，且不影响阀门的开与关。

检修同类型阀门，炉1汽2阀门照片

(炉2汽2 Z962Y-PW57 140V  DN350阀门结构图)

（自密封垫子尺寸）                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     

     （开会确定施工方案）       （根据阀门垫子尺寸结合阀门实际尺寸设计密封环）

（处理过程图）               （密封环焊接完成，漏点封堵完成）

2、加装辅助填料函

 2023年1月12日，担心切换锅炉运行，经常操作这个阀门存在阀门填料处泄漏风险，对该阀门增加一套辅助调料函，预防该阀门填料泄漏。在完成填料函的加装过程中还加装了两个注胶孔，若填料发生损伤，存在漏汽现象时，通过这两个注胶孔注入密封胶，进行密封，以此保证阀门的正常运行。

（绘制辅助填料函草图）

（制作填料函）

  （填料函加装）                         （完成填料函的加装）

在完成填料函的加装过程中还加装了两个注胶孔，若填料发生损伤，存在漏汽现象时，通过这两个注胶孔注入密封胶，进行密封，以此保证阀门的正常运行。

五、整改措施

1、优化阀门选型

（1）根据炉2汽2门在热力系统的位置，该门在#2炉运行中是全开，停运时是关闭，且出口承压，为避免产生中腔异常升压，通常采用加装外旁通系统来解决，具体示意图如下：

（2）参考其他电厂同样部位主蒸汽系统阀门时，他们所选择的高温高压闸阀，选择双闸板之间有放水门的，避免阀板闪爆。

（3）目前我们使用的炉2汽2门，型号为Z962Y-PW57 140V  DN350，楔式双闸板刚性闸板阀，中腔异常升压时压力无法排除，因此，在阀门选型上将阀门更改为Z960Y-Pw54 14V DN350电动闸阀，楔形弹性单闸板阀。           

炉2汽2门（Z962Y-PW57 140V  DN350）

（Z960Y-Pw54 14V DN350）

主要技术参数

1、主要性能要求

（1）乙方提供的闸阀在国内、国际应具有在同类电厂、同参数或高于参数的成功应用业绩。

（2）设计和制造必须按NB/T47044-2014《电站阀门》标准执行。

（3）泄漏等级按GB/T26480-2011《阀门的检查和试验》标准执行。

（4）阀门应能免除因流动诱发的振动，阀门全开时应有良好的水力特性，在全开时的阻力系数应近可能小。

（5）闸阀在全流量和处于设计压力的情况下，流体从任何一个方向流过闸阀，均应有良好的关闭适应性。

（6）闸阀打开或关闭时阀座两面的最大不平衡压差应是阀门设计压力的基准值，并应有至少1.3倍的安全裕度，该阀门的最大不平衡差压为9.0MPa。

2、阀门结构要求

（1）乙方所供阀门的阀体、阀盖、支架、阀板、阀板架采用铸造件，阀杆采用锻造件。

（2）为缩短阀门的开关时间，阀杆和阀杆螺母采用双头梯形螺纹。

（3）闸阀内径不小于311mm，不允许使用缩径闸阀。

（4）NB/T47044-2014《电站阀门》第7.2.2条图2（a）中示意阀体最小壁厚应符合要求。

（5）阀体与阀盖密封采用采用伍德密封结构（自密封结构），采用金属密封圈，但放置金属密封圈的相应部位应堆焊奥氏体不锈钢，自密封采用的金属密封圈的材料按阀门的工作温度和压力进行选择。

（6）盘根采用法国拉迪 LATTY、美国赤士盾和美国Garlock产品。

（7）楔半角选用5°。

（8）阀体导向筋和闸板导向槽需机加工，合理控制闸板导向槽与阀体导向筋横向间隙和纵向间隙，以确保密封性能。

（9）闸板在启闭位置时，阀体导向筋与闸板导向槽最小配合长度应不小于闸板导向槽总长度的1/2。

（10）阀体长度出厂时为1140mm，不接受用焊接管子来保证长度。

（11）阀杆和阀盖上应分别设计有圆锥形上密封面，这些密封面堆焊STL，其堆焊面加工后厚度不小于1.6mm。

（12）阀座和阀板密封密封面堆焊STL，其堆焊面加工后厚度不小于2mm。

2、开展疏水系统改造

（1）优化主蒸汽系统疏水方式，对炉1汽2和炉2汽2门门前和门后增加启动疏水和经常疏水。（2）选用高效的文丘里高压蒸汽疏水器，以实现炉1汽2和炉2汽2门前和门后运行中的自动疏水。

（3）将炉1汽2和炉2汽2门前和门后疏水引至疏水扩容器，一方面实现工质回收，减少浪费，二是减小疏水系统的背压，减小疏水流动阻力。

改造前系统图

改造后系统图

改造后现场效果图

六、创新点

1、本次研究攻关通过对炉2汽2门自密封泄漏的统计，并结合泄漏原因和现场实际情况进行综合分析，找到问题原因的方法值得总结和借鉴。

2、吸取和借鉴其它电厂的成功经验，并调研论证，优化阀门选型，使炉2汽2门自密封泄漏影响装置安全运行的瓶颈问题得到有效控制。

3、开展疏水系统改造，有效避免疏水因压力不平衡而进入阀门中腔。

4、根据阀门垫子尺寸结合阀门实际尺寸设计密封环及辅助填料函是综合对比设计和其它电厂该部位阀门结构后自行设计的。

七、与当前国内外同类技术综合比较

本次攻关采取的各类措施后，炉2汽2门自密封泄漏得到了有效控制，华峰电厂和恩力吉热岛等周边电厂的阀门从结构上也存在阀体中腔异常超压而发生“闪爆”的风险，他们也对此高度重视。

八、推广应用

1、此疏水改造方案可用于主蒸汽、主给水和供热系统类似故障率较高问题部位的处理，对其他电厂具有很强的参考价值。

2、自行设计密封环及辅助填料函广泛应用于阀门的安全管控。

3、本次研究攻关通过对炉2汽2门自密封泄漏的统计，并结合泄漏原因和现场实际情况进行综合分析，找到问题原因的方法值得总结和借鉴。

九、参考文献

[1] 张骥.管道的泄漏及带压堵漏夹具的设计[]].化工设备与管道,2005,(6):36-39.

[2] 郭庆伟.石油化工装置静密封泄漏因素分析[]].河南化工

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