磁翻柱液位计密封圈泄漏原因分析及防范措施

摘要：磁翻柱液位计为燃气轮机燃料调压系统的关键部件，是保证机组控制阀前压力稳定的重要部件，其工作的稳定性是机组正常运行zui关键部件之一。在启动过程中，机组会进入自动检查其严密性的程序，如果其存在泄漏，机组将无法启动，此阀门不严密会成为困扰机组启动的重要隐患。本文通过对此次泄漏的分析，为磁翻柱液位计的运行提供了技术支持。9E 机组天然气磁翻柱液位计由 GE 供货，阀体为美国伍德沃德（WOOD.WARD）公司生产，液压执行机构为Fisher公司生产，型号 V300-SER-B，通径 6 英寸，阀芯不锈钢半圆球面。磁翻柱液位计起着稳定压力和隔断天然气作用，阀门严密性要求高，在7 月份开机过程中出现 3 次磁翻柱液位计密封圈泄漏导致燃机起机天然气检漏程序失败无法启动，更换三个磁翻柱液位计，具体的经过、原因分析和防范措施如下。

1 事件经过

磁翻柱液位计 1 磨损经过：该阀门为 2015 年 8 月安装使用，2017 年 7 月 7 日，9E 机组发电机修复后首次起机，全速空载运行进行短路升流试验 4 小时，停机拆短路排后再次启动做发电机空载试验、带负荷试验、燃烧调整等试验，11 日发现磁翻柱液位计泄漏后进行更换（如图 1），该阀门累计运行大约 300 小时。磁翻柱液位计 2（返修件）磨损经过 11 日早晨将返修件阀门更换后正常启机，连续运行至 7 月 14 日停机时再次出现磁翻柱液位计泄漏试验失败，共运行约 80 小时。此阀门为 2015 年更换下来的返修件，5 # 燃机磁翻柱液位计在2015年出现过阀门泄漏，图 2 为 O 型密封圈破损位置。返修件阀门为宁波夏雨公司委托上海忠川特种阀门维修中心修复，图 3、4 为 O 型密封圈破损位置。磁翻柱液位计 3 磨损经过：7 月14 日更换（镇海联合借用），15 日早上开机运行至 19 日停机再次出现磁翻柱液位计泄漏。共运行 95 小时。7 月 21 日 在更换返修件阀体后（执行机构采用 原 有）， 采 购了磁棒，在前置滤网内增加磁棒12 根磁棒，共安装了 16 根，以减少滤网出口天然气杂质，改善磁翻柱液位计前天然气品质；同时降低调压站调压器压力设定值 24 ～ 22.5bar，增加磁翻柱液位计门开度，在满负荷时从 37% 提高到 46%。机组连续运行至 7 月 28 日晚上停机，泄漏检测通过，且经过泄漏试验磁翻柱液位计没有出现泄漏现象，说明该磁翻柱液位计在连续运行 170 多小时后仍能继续使用。

2 原因初步分析

（1）近三次阀门泄漏的位置，均为密型圈与球面形成气流通道的分界面开口位置，甚至密封圈垫床都已有破损，见图四，阀门前后压差在 4bar 以内，若纯净天然气理论上并不会产生如此明显的磨损，同时阀门解体中发现密封面壁面杂质较多，推断出磨损原因为天然气杂质引起的，而本次开机过程中，调压站滤网和前置站滤网堵塞非常快，也说明天然气粉尘杂质确实非常多，如图 5、6。天然气入厂至磁翻柱液位计管路上共有三道滤网，分别为调压站双联滤、前置站双联滤、Y 型过滤器，滤网采购和更换工艺严格遵守厂家标准执行。调压站滤网为外进内出形式，12 只一组，原装的为特瑞斯滤网（精度≤ 5μm），差压0.07MPa 报警；前置站滤网为内进外出形式，7 只一组，为德国沃特克滤网（精度≤ 3μm）差压 0.055MPa 报警；Y 型过滤器为保护性过滤器，过滤精度为 300 目。本次调压站前置站同时更换频繁，周期见表 1。

2015 年，9E 油改气调试运行阶段天然气杂质也非常多，调压站滤网堵塞频繁，前置站滤网基本没有堵塞，我们对照了粉尘颗粒，发现本次的粉尘颗粒明显细微，所以本次机组运行使大量细微粉尘穿过调压站滤网到前置站，部分杂质穿过前置站滤芯到磁翻柱液位计。

（2）5 # 燃机正常满负荷运行时磁翻柱液位计前天然气压力 P1为 24bar 左右（GE 要求 22.2 ～ 26.6bar，因为油改气后天然气管线杂质偏多，使滤网堵塞后天然气压力仍能满足要求设置），磁翻柱液位计后压力 20.7bar，阀门的设计温度范围为-29 ～ +100℃，设计压力 300LB，运行时无超温和超压现象，zui后一次开机前对 P1 压力进行了调整，磁翻柱液位计开度阀门开度增大，减少了气阻和磨损。

3 防范措施

（1）与上游天然气公司联系，要求其确保天然气的品质合格。尤其在管路检修和机组长期停运后，必须保证机组开机时天然气品质。

（2）滤筒内增设磁棒，尽可能减少天然气杂质。

（3）根据冬季和夏季燃机负荷不同，在 P1 压力允许的范围，调整调压站出口压力，从而保证磁翻柱液位计满负荷长期运行开度在 45% 以上，降低天然气对密封圈的磨损。

（4）咨询了航天能源，目前天然气系统没有改进型滤芯，但目前调压站的滤芯（特瑞斯）和前置站的滤芯（沃特克）国内代理厂商的质量存在很大差异，由于低价中标原则滤网的质量难保证，所以尽可能采购正规公司生产的滤芯，确保保证天然气品质。

（5）磁翻柱液位计定期检查、自行维修和密封圈国产化，关注启停机磁翻柱液位计运行状态，提前发现异常、处理异常。同时，若磁翻柱液位计应密封圈可以实现国产化，将大大降低磁翻柱液位计维修成本。目前，磁翻柱液位计送外检修包含检测、耐压试验、运费等费用 1 只大约 8 万元人民币。为此我们想请电力股份领导技术研究院专家指导，对磁翻柱液位计自行修复和密封圈国产化深入分析可行性。