磁翻柱液位計密封圈泄漏原因分析及防范措施

摘要：磁翻柱液位計為燃氣輪機燃料調壓系統的關鍵部件，是保證機組控制閥前壓力穩定的重要部件，其工作的穩定性是機組正常運行zui關鍵部件之一。在啟動過程中，機組會進入自動檢查其嚴密性的程序，如果其存在泄漏，機組將無法啟動，此閥門不嚴密會成為困擾機組啟動的重要隱患。本文通過對此次泄漏的分析，為磁翻柱液位計的運行提供了技術支持。9E 機組天然氣磁翻柱液位計由 GE 供貨，閥體為美國伍德沃德（WOOD.WARD）公司生產，液壓執行機構為Fisher公司生產，型號 V300-SER-B，通徑 6 英寸，閥芯不銹鋼半圓球面。磁翻柱液位計起著穩定壓力和隔斷天然氣作用，閥門嚴密性要求高，在7 月份開機過程中出現 3 次磁翻柱液位計密封圈泄漏導致燃機起機天然氣檢漏程序失敗無法啟動，更換三個磁翻柱液位計，具體的經過、原因分析和防范措施如下。

1 事件經過

磁翻柱液位計 1 磨損經過：該閥門為 2015 年 8 月安裝使用，2017 年 7 月 7 日，9E 機組發電機修復后首次起機，全速空載運行進行短路升流試驗 4 小時，停機拆短路排后再次啟動做發電機空載試驗、帶負荷試驗、燃燒調整等試驗，11 日發現磁翻柱液位計泄漏后進行更換（如圖 1），該閥門累計運行大約 300 小時。磁翻柱液位計 2（返修件）磨損經過 11 日早晨將返修件閥門更換后正常啟機，連續運行至 7 月 14 日停機時再次出現磁翻柱液位計泄漏試驗失敗，共運行約 80 小時。此閥門為 2015 年更換下來的返修件，5 # 燃機磁翻柱液位計在2015年出現過閥門泄漏，圖 2 為 O 型密封圈破損位置。返修件閥門為寧波夏雨公司委托上海忠川特種閥門維修中心修復，圖 3、4 為 O 型密封圈破損位置。磁翻柱液位計 3 磨損經過：7 月14 日更換（鎮海聯合借用），15 日早上開機運行至 19 日停機再次出現磁翻柱液位計泄漏。共運行 95 小時。7 月 21 日 在更換返修件閥體后（執行機構采用 原 有）， 采 購了磁棒，在前置濾網內增加磁棒12 根磁棒，共安裝了 16 根，以減少濾網出口天然氣雜質，改善磁翻柱液位計前天然氣品質；同時降低調壓站調壓器壓力設定值 24 ～ 22.5bar，增加磁翻柱液位計門開度，在滿負荷時從 37% 提高到 46%。機組連續運行至 7 月 28 日晚上停機，泄漏檢測通過，且經過泄漏試驗磁翻柱液位計沒有出現泄漏現象，說明該磁翻柱液位計在連續運行 170 多小時后仍能繼續使用。

2 原因初步分析

（1）近三次閥門泄漏的位置，均為密型圈與球面形成氣流通道的分界面開口位置，甚至密封圈墊床都已有破損，見圖四，閥門前后壓差在 4bar 以內，若純凈天然氣理論上并不會產生如此明顯的磨損，同時閥門解體中發現密封面壁面雜質較多，推斷出磨損原因為天然氣雜質引起的，而本次開機過程中，調壓站濾網和前置站濾網堵塞非常快，也說明天然氣粉塵雜質確實非常多，如圖 5、6。天然氣入廠至磁翻柱液位計管路上共有三道濾網，分別為調壓站雙聯濾、前置站雙聯濾、Y 型過濾器，濾網采購和更換工藝嚴格遵守廠家標準執行。調壓站濾網為外進內出形式，12 只一組，原裝的為特瑞斯濾網（精度≤ 5μm），差壓0.07MPa 報警；前置站濾網為內進外出形式，7 只一組，為德國沃特克濾網（精度≤ 3μm）差壓 0.055MPa 報警；Y 型過濾器為保護性過濾器，過濾精度為 300 目。本次調壓站前置站同時更換頻繁，周期見表 1。

2015 年，9E 油改氣調試運行階段天然氣雜質也非常多，調壓站濾網堵塞頻繁，前置站濾網基本沒有堵塞，我們對照了粉塵顆粒，發現本次的粉塵顆粒明顯細微，所以本次機組運行使大量細微粉塵穿過調壓站濾網到前置站，部分雜質穿過前置站濾芯到磁翻柱液位計。

（2）5 # 燃機正常滿負荷運行時磁翻柱液位計前天然氣壓力 P1為 24bar 左右（GE 要求 22.2 ～ 26.6bar，因為油改氣后天然氣管線雜質偏多，使濾網堵塞后天然氣壓力仍能滿足要求設置），磁翻柱液位計后壓力 20.7bar，閥門的設計溫度范圍為-29 ～ +100℃，設計壓力 300LB，運行時無超溫和超壓現象，zui后一次開機前對 P1 壓力進行了調整，磁翻柱液位計開度閥門開度增大，減少了氣阻和磨損。

3 防范措施

（1）與上游天然氣公司聯系，要求其確保天然氣的品質合格。尤其在管路檢修和機組長期停運后，必須保證機組開機時天然氣品質。

（2）濾筒內增設磁棒，盡可能減少天然氣雜質。

（3）根據冬季和夏季燃機負荷不同，在 P1 壓力允許的范圍，調整調壓站出口壓力，從而保證磁翻柱液位計滿負荷長期運行開度在 45% 以上，降低天然氣對密封圈的磨損。

（4）咨詢了航天能源，目前天然氣系統沒有改進型濾芯，但目前調壓站的濾芯（特瑞斯）和前置站的濾芯（沃特克）國內代理廠商的質量存在很大差異，由于低價中標原則濾網的質量難保證，所以盡可能采購正規公司生產的濾芯，確保保證天然氣品質。

（5）磁翻柱液位計定期檢查、自行維修和密封圈國產化，關注啟停機磁翻柱液位計運行狀態，提前發現異常、處理異常。同時，若磁翻柱液位計應密封圈可以實現國產化，將大大降低磁翻柱液位計維修成本。目前，磁翻柱液位計送外檢修包含檢測、耐壓試驗、運費等費用 1 只大約 8 萬元人民幣。為此我們想請電力股份領導技術研究院專家指導，對磁翻柱液位計自行修復和密封圈國產化深入分析可行性。