大型變壓器的綜合技術(shù)診斷與狀態(tài)維修
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【關(guān)鍵詞】檢修,填料,閥門,高壓,電站,
剩下的力傳給第2道填料，同時(shí)由于填料有效長(zhǎng)度縮短過程產(chǎn)生的填料內(nèi)壁面與閥桿/填料外表面與填料函的內(nèi)壁的摩擦力，也消耗一部分填料壓緊力。按此機(jī)理，越往下層填料的受力越少，變形越小，也就是密封性越差。然而在回路中帶有工作壓力的介質(zhì)順著填料函內(nèi)壁擠壓使其變形，很容易地就可以突破下端幾道填料的密封防線。因此真正能阻止帶壓介質(zhì)的只有最上面二三道填料，而這幾道的密封效果取決于填料的選材/結(jié)構(gòu)尺寸/閥桿和函內(nèi)壁的光潔度和足夠的填料壓緊力。
三、相關(guān)部件的設(shè)計(jì)基本要求
在檢修和更換填料前，了解了填料的密封機(jī)理，還應(yīng)掌握填料和相關(guān)部件的檢查標(biāo)準(zhǔn)和基本要求。
圖3的填料組件，給出了設(shè)計(jì)和安裝要求。
（1）填料法蘭應(yīng)有足夠的剛度，受力后應(yīng)無變形。
?。?）在緊定填料力矩時(shí)要經(jīng)常檢查其平行度并預(yù)留出下次進(jìn)行緊固填料的空間。
?。?）凸節(jié)設(shè)計(jì)防止密封壓環(huán)掉入填料函中，且方便取出。
?。?）過渡導(dǎo)角設(shè)計(jì)可防止填料裝入時(shí)被刮傷。
?。?）密封壓環(huán)與填料函之間要有少量的間隙，使導(dǎo)入的密封蓋不被咬死。
?。?）保證填料函內(nèi)壁光潔度， 防止承壓后滲漏。
?。?）加工成坡口，使填料環(huán)容易受力時(shí)擠壓變形。
（8）填料函金屬平面不應(yīng)有損壞。
?。?）填料環(huán)在填料函中的有效高度為：閥桿直徑+15mm。
?。?0）密封壓環(huán)與閥桿之間應(yīng)有足夠的間隙，防止劃傷閥桿表面。
?。?1）對(duì)閥桿的要求是：經(jīng)熱處理過的硬表面/高光潔度（無明顯缺陷，刮痕，銹跡）銳角倒鈍便于各套件安裝；各橫截面為正圓，軸向無彎曲。
?。?2）填料法蘭與閥桿之間也應(yīng)有足夠的間隙，防止劃傷閥桿表面。
?。?3）檢查編織填料內(nèi)徑與閥桿的直徑或填料外徑與填料函內(nèi)徑之差（<0.5mm）。
?。?4）膨脹石墨填料內(nèi)徑與閥桿的直徑或填料外徑與填料函內(nèi)徑之差（<0.20mm）。
?。?5）密封環(huán)和法蘭的球面接觸，有自找正功能，須保持結(jié)合面光滑無傷，安裝時(shí)球面敷潤(rùn)滑油脂。
?。?6）如果圖紙或者廠家提供有填料壓緊力矩值的，照給定的力矩執(zhí)行；如力矩值沒有給出，可以采用計(jì)算方法得出其結(jié)果。
M=1.2×μ×d×F
式中：M——每一螺桿的填料壓緊力矩，N.m
μ——摩擦系數(shù)（新填料μ=0.1；磨損后的填料μ=0.2）
d—— 螺桿直徑，mm
1.2——用于簡(jiǎn)化公式的倍增系數(shù)
F——每一螺桿的填料壓緊力，NF=P/n
n——螺栓的根數(shù)
填料力矩（N.m）=倍增系數(shù)×摩擦系數(shù)×螺桿直徑×填料預(yù)緊力/螺栓的根數(shù)
?。?7）密封壓環(huán)插入填料函深度一般為5mm。
四、檢修的要求和注意事項(xiàng)
?。ㄒ唬┨盍系念A(yù)壓緊。為了延長(zhǎng)填料的使用壽命，提高營(yíng)運(yùn)機(jī)組的安全性，當(dāng)前火力發(fā)電站使用的是經(jīng)過一定預(yù)緊壓力壓過的填料。經(jīng)過預(yù)壓后，填料密度增大，抵御受壓變形的能力增加了，內(nèi)部保留的預(yù)緊力能補(bǔ)償機(jī)組運(yùn)行其間填料被磨損而失去的填料壓力。填料的預(yù)壓過程一般由生產(chǎn)廠家在安裝前完成，在倉(cāng)庫(kù)放置久了，填料側(cè)面就會(huì)出現(xiàn)表明預(yù)壓力松弛的紋路，填料閑置1年以上都要求重新預(yù)壓緊。其方法是利用模具（圖2），選定壓力進(jìn)行預(yù)壓操作。
預(yù)壓力P為
P=3PnS
式中Pn——閥門的工作壓力（當(dāng)Pn<10MPa時(shí)，取10 MPa，Pn>50MPa時(shí),取50MPa），MPa
S——填料的承力面積，m2
S=п（R2-r2）
?。ǘ┯锰盍香^掏舊填料時(shí)，不可以傷及閥桿和填料函表面，函底要清理干凈。（三）如解體更換填料，檢查閥桿與填料接觸的表面和填料函的內(nèi)壁應(yīng)光滑無傷，無拉痕、麻坑、脫皮或腐蝕等缺陷。（四）閥桿的彎曲度不能超過0.20mm。（五）新填料應(yīng)完整,無損壞,無變色,無松弛（預(yù)壓過的填料）。用新填料在閥桿和填料函試裝一下，檢查填料外形是否符合要求。（六）檢查新填料備件與拆下的舊填料條數(shù)是否相同，如果數(shù)量不一致，應(yīng)向點(diǎn)檢工程師報(bào)告并查證。（七）膨脹石墨填料盡可能的采用45°切口型，采用解體閥門套裝為好，若采用切口方式，應(yīng)避免出現(xiàn)介質(zhì)流向的貫穿通道。（八）填料組件裝入填料函中時(shí)應(yīng)一層一層裝入，并保證每層都裝到底，使用一種專用對(duì)開環(huán)可以達(dá)到此目的，對(duì)有切口的填料，原則上層與層間的切口錯(cuò)位90o，禁止采取把填料組裝入整體下壓的行為。（九）用力矩扳手緊固壓緊填料時(shí)，根據(jù)給定的力矩應(yīng)對(duì)稱和分段施力，隨時(shí)觀察填料法蘭的平行度和中心孔與閥桿的對(duì)中性，最后達(dá)到規(guī)定的力矩。（十）更換填料后，閥門需要進(jìn)行手動(dòng)（氣動(dòng)或電動(dòng)）試驗(yàn)，檢查填料是否過緊，有無異響或抖動(dòng)等現(xiàn)象。（十一）清理現(xiàn)場(chǎng)，完成維修。
五、結(jié)語
從填料選用、填料的預(yù)壓和填料安裝和驗(yàn)收全過程控制,采取相應(yīng)的處理措施,保證火力發(fā)電廠閥門的安裝、檢修質(zhì)量,可以避免出現(xiàn)閥桿密封填料泄漏問題,提高系統(tǒng)工況的熱經(jīng)濟(jì)性,確保大型火力發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)：
[1]魏龍.密封技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.
[2]宋漢武.火力發(fā)電設(shè)備技術(shù)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.
[3]陸培文.實(shí)用閥門設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.
[4]岳進(jìn)才.壓力管道技術(shù)[M].北京:中國(guó)石化出版社,2005.
剩下的力傳給第2道填料，同時(shí)由于填料有效長(zhǎng)度縮短過程產(chǎn)生的填料內(nèi)壁面與閥桿/填料外表面與填料函的內(nèi)壁的摩擦力，也消耗一部分填料壓緊力。按此機(jī)理，越往下層填料的受力越少，變形越小，也就是密封性越差。然而在回路中帶有工作壓力的介質(zhì)順著填料函內(nèi)壁擠壓使其變形，很容易地就可以突破下端幾道填料的密封防線。因此真正能阻止帶壓介質(zhì)的只有最上面二三道填料，而這幾道的密封效果取決于填料的選材/結(jié)構(gòu)尺寸/閥桿和函內(nèi)壁的光潔度和足夠的填料壓緊力。
三、相關(guān)部件的設(shè)計(jì)基本要求
在檢修和更換填料前，了解了填料的密封機(jī)理，還應(yīng)掌握填料和相關(guān)部件的檢查標(biāo)準(zhǔn)和基本要求。
圖3的填料組件，給出了設(shè)計(jì)和安裝要求。
（1）填料法蘭應(yīng)有足夠的剛度，受力后應(yīng)無變形。
?。?）在緊定填料力矩時(shí)要經(jīng)常檢查其平行度并預(yù)留出下次進(jìn)行緊固填料的空間。
?。?）凸節(jié)設(shè)計(jì)防止密封壓環(huán)掉入填料函中，且方便取出。
?。?）過渡導(dǎo)角設(shè)計(jì)可防止填料裝入時(shí)被刮傷。
?。?）密封壓環(huán)與填料函之間要有少量的間隙，使導(dǎo)入的密封蓋不被咬死。
?。?）保證填料函內(nèi)壁光潔度， 防止承壓后滲漏。
?。?）加工成坡口，使填料環(huán)容易受力時(shí)擠壓變形。
（8）填料函金屬平面不應(yīng)有損壞。
?。?）填料環(huán)在填料函中的有效高度為：閥桿直徑+15mm。
?。?0）密封壓環(huán)與閥桿之間應(yīng)有足夠的間隙，防止劃傷閥桿表面。
?。?1）對(duì)閥桿的要求是：經(jīng)熱處理過的硬表面/高光潔度（無明顯缺陷，刮痕，銹跡）銳角倒鈍便于各套件安裝；各橫截面為正圓，軸向無彎曲。
?。?2）填料法蘭與閥桿之間也應(yīng)有足夠的間隙，防止劃傷閥桿表面。
?。?3）檢查編織填料內(nèi)徑與閥桿的直徑或填料外徑與填料函內(nèi)徑之差（<0.5mm）。
?。?4）膨脹石墨填料內(nèi)徑與閥桿的直徑或填料外徑與填料函內(nèi)徑之差（<0.20mm）。
?。?5）密封環(huán)和法蘭的球面接觸，有自找正功能，須保持結(jié)合面光滑無傷，安裝時(shí)球面敷潤(rùn)滑油脂。
?。?6）如果圖紙或者廠家提供有填料壓緊力矩值的，照給定的力矩執(zhí)行；如力矩值沒有給出，可以采用計(jì)算方法得出其結(jié)果。
M=1.2×μ×d×F
式中：M——每一螺桿的填料壓緊力矩，N.m
μ——摩擦系數(shù)（新填料μ=0.1；磨損后的填料μ=0.2）
d—— 螺桿直徑，mm
1.2——用于簡(jiǎn)化公式的倍增系數(shù)
F——每一螺桿的填料壓緊力，NF=P/n
n——螺栓的根數(shù)
填料力矩（N.m）=倍增系數(shù)×摩擦系數(shù)×螺桿直徑×填料預(yù)緊力/螺栓的根數(shù)
?。?7）密封壓環(huán)插入填料函深度一般為5mm。
四、檢修的要求和注意事項(xiàng)
?。ㄒ唬┨盍系念A(yù)壓緊。為了延長(zhǎng)填料的使用壽命，提高營(yíng)運(yùn)機(jī)組的安全性，當(dāng)前火力發(fā)電站使用的是經(jīng)過一定預(yù)緊壓力壓過的填料。經(jīng)過預(yù)壓后，填料密度增大，抵御受壓變形的能力增加了，內(nèi)部保留的預(yù)緊力能補(bǔ)償機(jī)組運(yùn)行其間填料被磨損而失去的填料壓力。填料的預(yù)壓過程一般由生產(chǎn)廠家在安裝前完成，在倉(cāng)庫(kù)放置久了，填料側(cè)面就會(huì)出現(xiàn)表明預(yù)壓力松弛的紋路，填料閑置1年以上都要求重新預(yù)壓緊。其方法是利用模具（圖2），選定壓力進(jìn)行預(yù)壓操作。
預(yù)壓力P為
P=3PnS
式中Pn——閥門的工作壓力（當(dāng)Pn<10MPa時(shí)，取10 MPa，Pn>50MPa時(shí),取50MPa），MPa
S——填料的承力面積，m2
S=п（R2-r2）
?。ǘ┯锰盍香^掏舊填料時(shí)，不可以傷及閥桿和填料函表面，函底要清理干凈。（三）如解體更換填料，檢查閥桿與填料接觸的表面和填料函的內(nèi)壁應(yīng)光滑無傷，無拉痕、麻坑、脫皮或腐蝕等缺陷。（四）閥桿的彎曲度不能超過0.20mm。（五）新填料應(yīng)完整,無損壞,無變色,無松弛（預(yù)壓過的填料）。用新填料在閥桿和填料函試裝一下，檢查填料外形是否符合要求。（六）檢查新填料備件與拆下的舊填料條數(shù)是否相同，如果數(shù)量不一致，應(yīng)向點(diǎn)檢工程師報(bào)告并查證。（七）膨脹石墨填料盡可能的采用45°切口型，采用解體閥門套裝為好，若采用切口方式，應(yīng)避免出現(xiàn)介質(zhì)流向的貫穿通道。（八）填料組件裝入填料函中時(shí)應(yīng)一層一層裝入，并保證每層都裝到底，使用一種專用對(duì)開環(huán)可以達(dá)到此目的，對(duì)有切口的填料，原則上層與層間的切口錯(cuò)位90o，禁止采取把填料組裝入整體下壓的行為。（九）用力矩扳手緊固壓緊填料時(shí)，根據(jù)給定的力矩應(yīng)對(duì)稱和分段施力，隨時(shí)觀察填料法蘭的平行度和中心孔與閥桿的對(duì)中性，最后達(dá)到規(guī)定的力矩。（十）更換填料后，閥門需要進(jìn)行手動(dòng)（氣動(dòng)或電動(dòng)）試驗(yàn)，檢查填料是否過緊，有無異響或抖動(dòng)等現(xiàn)象。（十一）清理現(xiàn)場(chǎng)，完成維修。
五、結(jié)語
從填料選用、填料的預(yù)壓和填料安裝和驗(yàn)收全過程控制,采取相應(yīng)的處理措施,保證火力發(fā)電廠閥門的安裝、檢修質(zhì)量,可以避免出現(xiàn)閥桿密封填料泄漏問題,提高系統(tǒng)工況的熱經(jīng)濟(jì)性,確保大型火力發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)：
[1]魏龍.密封技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.
[2]宋漢武.火力發(fā)電設(shè)備技術(shù)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.
[3]陸培文.實(shí)用閥門設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.
[4]岳進(jìn)才.壓力管道技術(shù)[M].北京:中國(guó)石化出版社,2005.