馬文舉

摘要：發(fā)電廠生產(chǎn)用水凈化排泥系統(tǒng)是發(fā)電廠安全運(yùn)行的非常重要的輔助系統(tǒng)。排泥系統(tǒng)位于地下十米，排泥管閥一旦破裂，將淹沒(méi)排泥系統(tǒng)，排泥中斷，生產(chǎn)用水凈化系統(tǒng)也將被迫中斷，將直接影響發(fā)電廠的安全生產(chǎn)。本文介紹了中寧發(fā)電廠發(fā)生的一起排泥逆止閥破裂水淹排泥泵房的事故，分析了逆止閥破裂的原因，并提出了改進(jìn)方案。

關(guān)鍵詞：排泥逆止閥；破裂原因；改造

中寧發(fā)電廠2×330MW汽輪發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)用水取自黃河，凈化后供生產(chǎn)生活用，沉積的泥沙排入泥水調(diào)節(jié)池（10米），經(jīng)四臺(tái)泥水提升泵排至濃縮池，再次沉清利用，泥沙由四臺(tái)渣漿泵經(jīng)兩路排泥管線送至灰場(chǎng)——綠化、降塵，節(jié)能環(huán)保。

泥水提升泵的出口逆止閥型號(hào)：HQ44X1E DN250，無(wú)磨損球形止回閥，垂直安裝，由閥體、球體和擋板等組成采用橡膠包皮球?yàn)殚y芯，在介質(zhì)的作用下，球體在閥體內(nèi)的整體滑道上下滾動(dòng)，從而達(dá)到開(kāi)啟或關(guān)閉閥門(mén)作用。

1 排泥泵出口逆止閥破裂的事故經(jīng)過(guò)。

2013年6月12日，早7：30分中寧電廠凈化站排泥系統(tǒng)正常排泥。停運(yùn)#3泥水提升泵，由于工質(zhì)和運(yùn)行方式的原因，其出口逆止閥突然破裂，大量泥水噴出，由于泵啟停遠(yuǎn)方控制，就地又無(wú)監(jiān)控設(shè)備，運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)異常，到現(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)泥水調(diào)節(jié)池排泥泵坑內(nèi)四臺(tái)泥水提升泵及兩臺(tái)排污泵已被淹沒(méi)。由于設(shè)備帶電，且水位上升快，無(wú)法下去關(guān)閉#3泥水提升泵進(jìn)出口手動(dòng)門(mén)。聯(lián)系檢修班組，水位最高達(dá)4.5米，還在上升。檢修班組臨時(shí)架設(shè)一臺(tái)300m3/h及一臺(tái)40m3/h的潛水泵抽水，期間生產(chǎn)用凈化水泥沙不斷排入泥水調(diào)節(jié)池，300m3/h潛水泵出口橡膠管斷裂更換，水位下降緩慢，直至晚上23時(shí)檢修人員采取特殊辦法將#3泥水提升泵進(jìn)出口手動(dòng)門(mén)關(guān)閉，才將泵坑水抽干。檢查發(fā)現(xiàn)#3泥水提升泵出口逆止閥閥體破裂一個(gè)150mm2的洞，橡膠球體的橡膠已脫落不見(jiàn)（已被排至濃縮池），只剩下一個(gè)三公斤的鐵球。由于流動(dòng)介質(zhì)中泥沙較大，沖擊的鐵球在閥體內(nèi)不規(guī)側(cè)運(yùn)動(dòng)，四處亂碰給閥體不斷沖擊力，長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行使鑄鐵閥體破裂，造成水淹泵房事故發(fā)生。

2 排泥逆止閥破裂的原因分析

2.1 閥門(mén)質(zhì)量和選型不當(dāng)

泥水提升泵出口逆止閥閥體材料為鑄鐵，鑄造出廠時(shí)既有缺陷氣泡或裂紋（閥門(mén)出廠時(shí)廠家刮膩?zhàn)訃娖崽幚?，肉眼根本無(wú)法發(fā)現(xiàn)，留下潛在的設(shè)備缺陷隱患）。水泵啟停的瞬間，閥門(mén)球體在水的作用下對(duì)閥體產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊力，水泵頻繁啟停，反復(fù)的對(duì)閥體進(jìn)行沖擊，閥體金屬材料疲勞應(yīng)力增加；由于閥芯球體高溫壓制的橡膠材質(zhì)軟、薄，與閥門(mén)進(jìn)出口密封圈及擋板的沖擊、摩擦以及泥沙的沖刷，使球體的橡膠破損，直至完全脫落。由于流動(dòng)介質(zhì)中泥沙較大，沖擊的鐵球在閥體內(nèi)不規(guī)側(cè)運(yùn)動(dòng)，四處亂碰給閥體不斷沖擊力，直接撞擊鑄鐵閥體，長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行使鑄鐵閥體達(dá)到金屬材料的疲勞極限，閥體破裂，造成水淹泵房事故發(fā)生。

2.2 水沖擊

由于泥水提升泵位于地下十多米的泵坑，再將泥水送至地上十米的濃縮池，上下近三十米的落差，泥水泵停運(yùn)的瞬間，容易形成水錘沖擊。黃河水泥沙含量高，凈化后的泥沙全部排入泥水調(diào)節(jié)池，經(jīng)泥水提升泵排出，泥水提升泵啟動(dòng)的次數(shù)非常頻繁，在多次的正向和反向水錘的頻繁沖擊下，出口逆止閥閥體強(qiáng)度受到極大的破壞，使閥體內(nèi)部產(chǎn)生裂紋，受到一個(gè)輕微的沖擊力即發(fā)生破裂。

3 處理意見(jiàn)

由原因分析可知，泥水提升泵出口逆止閥為鑄鋼材質(zhì)，抗沖擊能力較差，雖然球體為包裹橡膠，但水泵啟動(dòng)的沖擊力還是非常大，球體橡膠與閥體密封圈及擋板的撞擊，橡膠破損脫落，鑄鋼球體直接撞擊球體，損壞閥體（裂紋）。

1）若將逆止閥體更換為鑄鋼的，雖然可以提高閥體的抗沖擊能力，但改變材質(zhì)本身使閥門(mén)的費(fèi)用增加很多。從這些年的工作看，由于頻繁啟動(dòng)泥水提升泵，撞擊沖刷，球體橡膠破損乃至脫落，閥門(mén)密封損壞，不能起到逆止閥的作用，必然引起泵倒轉(zhuǎn)，使泥水提升泵不能正常備用和啟動(dòng)，影響排泥，以至影響到發(fā)電廠的生產(chǎn)用水。脫落的大塊球體橡膠被排至濃縮池，經(jīng)常堵塞渣漿泵入口，還影響了渣漿泵的正常運(yùn)行，增加了檢修工作負(fù)擔(dān)。

另外，球形逆止閥的球體橡膠脫落及球體被擋板卡住，不能回落（失去逆止作用）時(shí)常發(fā)生，以前也出現(xiàn)過(guò)逆止閥破裂水淹泵房及逆止閥閥體出現(xiàn)裂紋的問(wèn)題，故障率特別高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，平均兩個(gè)月就損壞，最短的半個(gè)月就故障更換。檢修更換閥門(mén)，需搭設(shè)檢修平臺(tái)，整體拆卸工作至少三人三小時(shí)，且由于閥門(mén)結(jié)構(gòu)的限制，安裝時(shí)需將閥門(mén)抬高20mm才能加裝墊子，極大地降低工作效率。

2）HC44X1E橡膠瓣止回閥，由閥體、閥蓋和閥瓣等組成，其中橡膠閥瓣由鋼板、鋼棒及強(qiáng)化尼龍布做襯底，外層披覆橡膠經(jīng)過(guò)高溫壓制而成。密封圈采用傾斜設(shè)計(jì)，不易沉積雜物，密封性能好，關(guān)閉時(shí)間短，可減少水錘壓力。耐沖刷，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單保養(yǎng)維修方便。流量大，流阻損失小，密封性能好消聲關(guān)閉，可減少水擊波沖擊，垂直安裝效果明顯，可用于冷水、小于75℃熱水、工業(yè)及生活污水等管網(wǎng)的水泵出口，啟閉靠介質(zhì)流動(dòng)和力量自行開(kāi)啟關(guān)閉，防止介質(zhì)倒流引起泵倒轉(zhuǎn)，該止回閥屬于自動(dòng)閥類，主要是用于介質(zhì)單向流動(dòng)的管道上，只準(zhǔn)許一個(gè)方向流動(dòng)，以防止發(fā)生事故。我廠采用獨(dú)立支撐，使之不受管系產(chǎn)生的壓力影響，安裝時(shí)與介質(zhì)流動(dòng)方向一致。

由于采用斜翻板結(jié)構(gòu)：

1）啟停的瞬間，在泵離心力作用下水沖擊增壓波經(jīng)過(guò)閥瓣時(shí)，由于閥體設(shè)計(jì)成流線型，閥瓣為傾斜式，沖擊水的沖擊力作用在閥瓣瞬間，根據(jù)受力分析，閥瓣只受了水沖擊的一個(gè)分力，而真正的合力并未作用在閥瓣上，所以不會(huì)對(duì)閥體產(chǎn)生任何直接沖擊；在工況不好情況下，水擊波往復(fù)震蕩，由于閥瓣自身重量小也不會(huì)出現(xiàn)頻繁啟閉現(xiàn)象。而球形逆止閥，水沖擊的作用力合力直接作用在閥芯上，使球在力的作用下直接與閥體上部發(fā)生碰撞，停時(shí)自身重力和回水的沖擊，球體又重重與閥體下部發(fā)生碰撞，在泥沙大時(shí)閥芯在閥體內(nèi)來(lái)回碰撞，做著無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，反復(fù)碰撞閥體最終被撞裂。

2）閥瓣柄銷子斷裂，由于其體積小，重量輕，對(duì)閥體的沖擊力很小。

①維修方便。HQ44X1E而此類型泵在工況惡劣情況下（泥沙較多時(shí)），停運(yùn)12小時(shí)后，會(huì)出現(xiàn)逆止閥無(wú)法打開(kāi)，檢修人員需將逆止閥拆除，清理管道淤泥，工作量等于更換新的逆止門(mén)。HC44X1E橡膠瓣止回閥不用整體拆下閥門(mén)，只需將閥門(mén)側(cè)面蓋子打開(kāi)即可檢修閥門(mén)，更換密封閥瓣，清理管道淤泥。

②運(yùn)行簡(jiǎn)便，降低運(yùn)行人員勞動(dòng)強(qiáng)度，消除安全隱患。在HQ44X1E球型逆止閥中，泵在啟停時(shí)，無(wú)論白天黑夜運(yùn)行人員必須到現(xiàn)場(chǎng)查看運(yùn)行中逆止門(mén)的狀況，增加人在地坑內(nèi)安全隱患率。而斜翻板閥減少這些多余措施。

③經(jīng)濟(jì)效益明顯，HQ44X1E鑄鋼球形逆止閥價(jià)格在8000左右，HC44X1E型斜翻板逆止閥價(jià)格在20003000元，可單獨(dú)訂購(gòu)閥瓣，更換方便。無(wú)磨損球形止回閥閥芯更換困難，斜翻板閥可節(jié)約大量資金，不需要搭設(shè)檢修平臺(tái)，兩人一小時(shí)即可，而球形閥最少三人三小時(shí)。

3）設(shè)置遠(yuǎn)程監(jiān)控裝置，提高設(shè)備故障應(yīng)急反應(yīng)時(shí)間，避免事故擴(kuò)大。經(jīng)綜合分析，為保證發(fā)電廠生產(chǎn)用水凈化排泥系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行，考慮泥水提升泵出口逆止閥改型：由橡膠球型改為橡膠瓣逆止閥。

4）改型后，四臺(tái)泥水提升泵出口逆止門(mén)全部更換為斜翻板橡膠瓣的，通過(guò)三個(gè)月的運(yùn)行：一臺(tái)逆止門(mén)的閥瓣橡膠脫落，更換了新閥瓣，一臺(tái)逆止門(mén)閥體的閥瓣銷子槽道磨損，通過(guò)焊補(bǔ)銷子，增加銷子體積，減小銷子與槽道的配合間隙，閥瓣翻動(dòng)靈活，也不致跑偏而使密封間隙過(guò)大，保證了逆止閥的嚴(yán)密性。沒(méi)有整體更換閥門(mén)，減小了檢修工作強(qiáng)度，節(jié)約了大量的資金。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，改型在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上都避免閥瓣的頻繁啟閉損壞的HC44X1E橡膠瓣止回閥，提高了排泥系統(tǒng)的安全性，減少了逆止閥故障率及檢修強(qiáng)度，節(jié)約了大量檢修費(fèi)用。基本上解決了泥水提升泵出口逆止閥破裂的問(wèn)題。同時(shí)降低機(jī)加池水的濁度，提高了機(jī)組用水的品質(zhì)。但并不代表我們就萬(wàn)事大吉了，還必須按規(guī)定加強(qiáng)交接班巡檢制，檢修人員要不斷積累經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化系統(tǒng)，確保設(shè)備安全運(yùn)行，提高發(fā)電設(shè)備可靠性和經(jīng)濟(jì)性。