曹雪飛
(新疆眾和股份有限公司 烏魯木齊830013)
在設(shè)備正常工作壓力下,閥瓣與閥座密封面處發(fā)生超過(guò)允許程度的滲漏,安全閥的泄漏不但會(huì)引起介質(zhì)損失。另外,介質(zhì)的不斷泄漏還會(huì)使硬的密封材料遭到破壞,但是,常用的安全閥的密封面都是金屬材料對(duì)金屬材料,雖然力求做得光潔平整,但是要在介質(zhì)帶壓情況下做到絕對(duì)不漏也是非常困難的。因此,對(duì)于工作介質(zhì)是蒸汽的安全閥,在規(guī)定壓力值下,如果在出口端肉眼看不見,也聽不出有漏泄,就認(rèn)為密封性能是合格的。一般造成閥門漏泄的原因主要有以下3種情況:
⑴臟物雜質(zhì)落到密封面上,將密封面墊住,造成閥芯與閥座間有間隙,從而閥門滲漏。消除這種故障的方法就是清除掉落到密封面上的臟物及雜質(zhì),一般在鍋爐準(zhǔn)備停爐大小修時(shí),首先做安全門跑砣試驗(yàn),如果發(fā)現(xiàn)漏泄停爐后都進(jìn)行解體檢修,如果是點(diǎn)爐后進(jìn)行跑砣試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)安全門漏泄,估計(jì)是這種情況造成的,可在跑砣后冷卻20 min后再跑舵一次,對(duì)密封面進(jìn)行沖刷。
⑵密封面損傷。造成密封面損傷的主要原因有以下幾點(diǎn):一是密封面材質(zhì)不良。例如,在3~9號(hào)爐主安全門由于多年的檢修,主安全門閥芯與閥座密封面普遍已經(jīng)研得很低,使密封面的硬度也大大降低了,從而造成密封性能下降,消除這種現(xiàn)象最好的方法就是將原有密封面車削下去,然后按圖紙要求重新堆焊加工,提高密封面的表面硬度。注意在加工過(guò)程中一定保證加工質(zhì)量,如密封面出現(xiàn)裂紋、沙眼等缺陷一定要將其車削下去后重新加工。新加工的閥芯閥座一定要符合圖紙要求。目前使用YST103通用鋼焊條堆焊加工的閥芯密封面效果就比較好。二是檢修質(zhì)量差,閥芯閥座研磨的達(dá)不到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求,消除這種故障的方法是根據(jù)損傷程度采用研磨或車削后研磨的方法修復(fù)密封面。
⑶由于裝配不當(dāng)或有關(guān)零件尺寸不合適。在裝配過(guò)程中閥芯閥座未完全對(duì)正或結(jié)合面有透光現(xiàn)象,或者是閥芯閥座密封面過(guò)寬不利于密封。消除方法是檢查閥芯周圍配合間隙的大小及均勻性,保證閥芯頂尖孔與密封面同正度,檢查各部間隙不允許抬起閥芯;根據(jù)圖紙要求適當(dāng)減小密封面的寬度實(shí)現(xiàn)有效密封。
指上下閥體間結(jié)合面處的滲漏現(xiàn)象,造成這種漏泄的主要原因有以下幾個(gè)方面:
⑴結(jié)合面的螺栓緊力不夠或緊偏,造成結(jié)合面密封不好。消除方法是調(diào)整螺栓緊力,在緊螺栓時(shí)一定要按對(duì)角把緊的方式進(jìn)行,最好是邊緊邊測(cè)量各處間隙,將螺栓緊到緊不動(dòng)為止,并使結(jié)合面各處間隙一致。
⑵閥體結(jié)合面的齒形密封墊不符合標(biāo)準(zhǔn)。例如,齒形密封墊徑向有輕微溝痕,平行度差,齒形過(guò)尖或過(guò)坡等缺陷都會(huì)造成密封失效。從而使閥體結(jié)合面滲漏。在檢修時(shí)把好備件質(zhì)量關(guān),采用合乎標(biāo)準(zhǔn)的齒形密封墊就可以避免這種現(xiàn)象的發(fā)生。
⑶閥體結(jié)合面的平面度太差或被硬的雜質(zhì)墊住造成密封失效。對(duì)由于閥體結(jié)合面的平面度太差而引起閥體結(jié)合面滲漏的,消除的方法是將閥門解體重新研磨結(jié)合面直至符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。由于雜質(zhì)墊住而造成密封失效的,在閥門組裝時(shí)認(rèn)真清理結(jié)合面避免雜質(zhì)落入。
安全閥回座壓力低對(duì)鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有很大危害,回座壓力過(guò)低將造成大量的介質(zhì)超時(shí)排放,造成不必要的能量損失。這種故障多發(fā)生在200 MW機(jī)組所使用的A49H型彈簧脈沖安全閥上,分析其原因主要是由以下幾個(gè)因素造成的:
⑴彈簧脈沖安全閥上蒸汽的排泄量大,這種形式的沖量安全閥在開啟后,介質(zhì)不斷排出,推動(dòng)主安全閥動(dòng)作。
一方面是沖量安全閥前壓力因主安全閥的介質(zhì)排出量不夠而繼續(xù)升高,所以脈沖管內(nèi)的蒸汽沿汽包或集氣聯(lián)箱繼續(xù)流向沖量安全閥維持沖量安全閥動(dòng)作。
另一方面由于此種型式的沖量安全閥介質(zhì)流通是經(jīng)由閥芯與導(dǎo)向套之間的間隙流向主安全閥活塞室的,介質(zhì)沖出沖量安全閥的密封面,在其周圍形成動(dòng)能壓力區(qū),將閥芯抬高,于是達(dá)到?jīng)_量安全閥繼續(xù)排放,蒸汽排放量越大,閥芯部位動(dòng)能壓力區(qū)的壓強(qiáng)越大,作用在閥芯上的向上的推力就越大,沖量安全閥就越不容易回座,此時(shí)消除這種故障的方法就是將節(jié)流閥關(guān)小,使流出沖量安全閥的介質(zhì)流量減少,降低動(dòng)能壓力區(qū)內(nèi)的壓力,從而使沖量安全閥回座。
⑵閥芯與導(dǎo)向套的配合間隙不適當(dāng),配合間隙偏小,在沖量安全閥啟座后,在此部位瞬間節(jié)流形成較高的動(dòng)能壓力區(qū),將閥芯抬高,延遲回座時(shí)間,當(dāng)容器內(nèi)降到較低時(shí),動(dòng)能壓力區(qū)的壓力減小,沖量閥回座。
消除這種故障的方法是認(rèn)真檢查閥芯及導(dǎo)向套各部分尺寸,配合間隙過(guò)小時(shí),減小閥瓣密封面直往式閥瓣阻汽帽直徑或增加閥瓣與導(dǎo)向套之間徑向間隙,來(lái)增加該部位的通流面積,使蒸汽流經(jīng)時(shí)不至于過(guò)分節(jié)流,而使局部壓力升高形成很高的動(dòng)能壓力區(qū)。
⑶各運(yùn)動(dòng)零件摩擦力大,有些部位有卡澀,解決方法就是認(rèn)真檢查各運(yùn)動(dòng)部件,嚴(yán)格按檢修標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各部件進(jìn)行檢修,將各部件的配合間隙調(diào)整至標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),消除卡澀的可能性。
頻跳指的是安全閥回座后,待壓力稍一升高,安全閥又將開啟,反復(fù)幾次出現(xiàn),這種現(xiàn)象稱為安全閥的“頻跳”。安全閥機(jī)械特性要求安全閥在整動(dòng)作過(guò)程中達(dá)到規(guī)定的開啟高度時(shí),不允許出現(xiàn)卡阻、震顫和頻跳現(xiàn)象。發(fā)生頻跳現(xiàn)象對(duì)安全閥的密封極為不利,極易造成密封面的泄漏。分析原因主要與安全閥回座壓力達(dá)高有關(guān),回座壓力較高時(shí),容器內(nèi)過(guò)剩的介質(zhì)排放量較少,安全閥已經(jīng)回座了,當(dāng)運(yùn)行人員調(diào)整不當(dāng),容器內(nèi)壓力又會(huì)很快升起來(lái),所以又造成安全閥動(dòng)作,像這種情況可通過(guò)開大節(jié)流閥的開度的方法予以消除。節(jié)流閥開大后,通往主安全閥活塞室內(nèi)的汽源減少,推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)的力較小,主安全閥動(dòng)作的機(jī)率較小,從而避免了主安全閥連續(xù)啟動(dòng)。
對(duì)鍋爐安全閥的常見故障原因進(jìn)行了分析并提出了具體的解決方法,雖然目前電站鍋爐安全閥都是由主、輔閥配套組成的,并采用機(jī)械和熱工控制雙重保護(hù),有些故障不易發(fā)生,但只有充分掌握安全閥的常見故障原因和消除方法,在故障發(fā)生時(shí)處理起來(lái)才能得心應(yīng)手,對(duì)保證設(shè)備的安全運(yùn)行有著重要的意義。
[1]張傳虎.電站安全閥應(yīng)用導(dǎo)則(DL/T959-2005).中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì),2005.
[2]李培華.電站鍋爐安全閥的使用和維護(hù).中國(guó)電力出版社,2013,1.