孔維民

摘要：某300MW亞臨界供熱機(jī)組投運(yùn)后，運(yùn)行中閥門(mén)處于非正常關(guān)閉狀態(tài)及閥桿損傷，造成閥門(mén)內(nèi)、外漏缺陷，已嚴(yán)重影響機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。作者通過(guò)對(duì)閥門(mén)結(jié)構(gòu)的解體研究，提出了數(shù)項(xiàng)改進(jìn)方案，較好的解決了該問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：定排閥門(mén)；鍵槽；力矩；

1 設(shè)備概述

某300MW亞臨界供熱機(jī)組，鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量為1025t/h，燃燒器采用四角布置，單爐膛平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、半露天布置、全鋼構(gòu)架的∏型汽包爐。鍋爐水冷壁下聯(lián)箱定排電動(dòng)分門(mén)型號(hào)：1.25"-A105-CL2500，合計(jì)24只；定排電動(dòng)分總門(mén)型號(hào)：2"-A105-CL2500，合計(jì)4只；與閥門(mén)配型機(jī)械式羅托克電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（rotork），型號(hào)：10A-10F-B，力矩34N？m，配型減速箱IB4（6：1）6，合計(jì)28只。由于定排電動(dòng)截止閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理及執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型不當(dāng)，運(yùn)行中閥門(mén)處于非正常關(guān)閉狀態(tài)及閥桿損傷，機(jī)組運(yùn)行半年內(nèi)超過(guò)2/3的閥門(mén)出現(xiàn)內(nèi)外漏，不僅可能造成機(jī)組停運(yùn)事故的發(fā)生，還對(duì)人身生命安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

2 原因分析

2.1閥桿導(dǎo)向鍵槽設(shè)計(jì)不合理。

定排電動(dòng)截止閥導(dǎo)向鍵安裝在閥桿上，閥門(mén)開(kāi)關(guān)時(shí)靠閥桿導(dǎo)向鍵在壓蘭內(nèi)側(cè)貫通導(dǎo)向鍵槽內(nèi)移動(dòng)，壓蘭鍵槽限制閥桿只能上下位移，而不能旋轉(zhuǎn)位移。

解體檢修發(fā)現(xiàn)該型號(hào)閥門(mén)導(dǎo)向鍵切入閥桿石墨密封填料內(nèi)約3-5mm（圖1）。原因?yàn)椋旱卓诿芊饷嬷灵y桿鍵槽相對(duì)位置長(zhǎng)度小于底口密封面至壓蘭填料上端面距離，運(yùn)行中石墨波形密封填料處于受壓縮狀態(tài)。由于該部位設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致閥門(mén)即將接近關(guān)閉嚴(yán)密時(shí)，導(dǎo)向鍵切入密封填料內(nèi)，因密封填料對(duì)閥桿導(dǎo)向鍵有向上方的反作用力，致使電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要更大力矩方能使瓦蘭與底口有效密封。

2.2壓蘭導(dǎo)向鍵槽存在加工缺陷

通過(guò)解體檢查，發(fā)現(xiàn)部分閥門(mén)壓蘭內(nèi)壁與閥桿接觸性劃傷，約占閥桿周圈1/3，長(zhǎng)度在20-35mm范圍內(nèi)（圖4）。主要原因是閥門(mén)在出廠組裝或電建人員抽檢安裝時(shí)，壓蘭與閥桿兩側(cè)間隙調(diào)整不當(dāng)，致使壓蘭單側(cè)緊力過(guò)大，造成壓蘭與閥桿硬性接觸，在開(kāi)關(guān)過(guò)程中壓蘭與閥桿直接接觸性全行程劃傷。在閥門(mén)開(kāi)關(guān)過(guò)程中，通過(guò)執(zhí)行機(jī)作用在梯形螺紋旋轉(zhuǎn)力帶動(dòng)閥桿在鍵槽限制下做上下運(yùn)動(dòng)，閥桿一側(cè)與導(dǎo)向鍵槽棱角直接接觸，因?qū)蜴I槽棱角尖銳，致使閥桿軸向溝槽狀切入性全行程劃傷。

2.3電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型不當(dāng)

定排電動(dòng)截止閥廠家提供裝配減速箱的執(zhí)行機(jī)力矩與閥門(mén)力矩對(duì)比表：（表1）

定排電動(dòng)截止閥需要力矩107N·m，執(zhí)行機(jī)配型力矩173N·m，最終電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)配型減速箱型號(hào)10AB4/IB4（6：1），“6：1”即減速箱對(duì)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的放大比例。最終定排電動(dòng)截止閥電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型力矩：34N？m，定排電動(dòng)截止閥配型機(jī)械式羅托克電動(dòng)執(zhí)行機(jī)（rotork），型號(hào)：10A-10F-B，力矩34N·m，即機(jī)械式羅托克執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際輸出力矩為34N·m×6=204N·m。

2、被選用的電動(dòng)裝置轉(zhuǎn)矩值應(yīng)為表中查得的閥門(mén)操作力矩值的1.1～1.3倍。

從上表中可以看出定排1.25"（32mm）截止閥執(zhí)行機(jī)力矩應(yīng)選擇450N·m，2"（50.8mm）截止閥執(zhí)行機(jī)力矩應(yīng)選擇600N·m。通過(guò)以上分析可以看出目前定排電動(dòng)截止閥的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型與《閥門(mén)設(shè)計(jì)手冊(cè)》推薦力矩相差甚大。

3 解決方案

3.1閥桿鍵槽、導(dǎo)向鍵及壓蘭導(dǎo)向鍵槽改造

3.1.1損壞嚴(yán)重的閥桿，新訂購(gòu)時(shí)將提供鍵槽位置向上移動(dòng)8mm，如下圖所示：

3.1.2不需要更換的閥桿，對(duì)導(dǎo)向鍵進(jìn)行改造，如下圖所示：

3.2更換執(zhí)行機(jī)

原閥門(mén)減速箱IB4（6：1）不更換，重新選配電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。1.25"截止閥電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)力矩最小應(yīng)選擇81N·m，2"截止閥電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)力矩最小應(yīng)選擇108N·m，根據(jù)羅托克公司提供的產(chǎn)品樣本，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工況的實(shí)際應(yīng)用，初步選型全部為IQ20智能可調(diào)型執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可滿足了力矩的要求，同時(shí)保證的閥門(mén)開(kāi)關(guān)時(shí)間要求。

4 總結(jié)

通過(guò)上述改造，基本解決定排電動(dòng)截止閥內(nèi)外漏缺陷，減少汽水損失及壓力損失，保證了機(jī)運(yùn)行組的安全性和經(jīng)濟(jì)性。endprint