过热器减温水调节阀常见故障及处理方法浅谈.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 23 日 作者简介：高峰（1979），男，汉族，江苏高邮人，大专，助理工程师，技师，研究方向为锅炉压力管道和阀门检修。-10-过热器减温水调节阀常见故障及处理方法浅谈 高 峰 刘金成 上海电力股份有限公司吴泾热电厂，上海 200241 摘要：摘要：调节阀又称为控制阀，顾名思义就是一种专门用来调节介质的流量、流速的阀门，作为主要执行单元仪表在工业过程控制中应用广泛。其接收来自控制单元输出的控制信号，通过借助动力操作来改变流体流量，是一个局部阻力可以变化的节流元件。本文简要介绍了电厂锅炉过热器减温水调节阀的维护和检修，重点论述锅炉过热器减温水调节门的常见故障和常发缺陷，通过分析，找出原因，提出一些有针对性的缺陷处理方法。通过对调节阀故障的分析和采取适当的处理、改进方法，保证了设备的健康运行。关键词：关键词：减温水；调节阀；缺陷；故障处理 中图分类号：中图分类号：TK228 0 引言 减温水调节阀安装在锅炉过热器或再热器的喷水管道上，在火电厂中应用广泛，是关键的控制阀之一。为使过热器或再热器管壁温度不超过允许的工作温度，减温水调节阀通过向蒸汽中喷水减温来执行汽温的自动调节任务，使过热和再热汽温的变化保持在允许的范围内。火电厂调节过热蒸汽温度的常用方式是过热器系统布置减温，其分为一级减温和二级减温。其中一级减温是在一级过热器出口联箱和二级过热器进口联箱之间布置、二级减温是在二级过热器出口联箱和三级过热器进口联箱之间布置。而过热器减温水调节阀是主蒸汽温度的最后修正手段。在再热器系统中减温水调节阀主要作为再热蒸汽温度微量调节使用，以及作为事故状态下的喷水减温 1。此外，在火电厂中使用减温水调节阀达到蒸汽减温效果的应用较为广泛，例如高、低压旁路系统。本文探讨的是锅炉过热器减温水调节阀的常见问题和处理方法。电厂设备和系统的健康和经济性以及稳定性一直都极受重视，而减温水系统就是机组安全经济运行的重要保障之一。在电厂的锅炉一、二级过热器减温水系统均采用德国 HORAE80626/GB 的调节阀。执行机构采用的是德国 EMG 的电动执行机构。为有效的减小振动和噪声，阀门采用是先进的笼套上开有数个节流孔的笼套式结构；阀芯为平衡柱塞结构，并开有平衡孔，有效减小阀门操作力。但自投运以来，先后发生多种故障及重复性缺陷，对锅炉运行带来较大隐患。经过多次的原因分析和改进，通过历次的等级检修机会，逐步解决了一系列的问题。1 调节阀的维护和检修 调节阀的维护检修通常分为两种:预防性维护和故障维护。为保证调节阀可靠运行，在无故障情况下采取的预防性维护措施称为预防性维护，包括调节阀在现场安装使用时采取的一系列预防措施;当调节器发生故障不能满足运行要求时进行的一系列维护工作称为故障维护2。预防性维修的主要目的是防患于未然，可以根据过去的运行经验和检修经验制定相应的故障预防措施。例如：定期检查填料盘根和压盖之间的密封；阀杆的弯曲变形情况；阀门开关的是否顺畅；介质流量的调节是否有效以及定期的加油脂或更换等工作。一般经过这一系列的工作，调节阀的故障率会大大减少，确保阀门的长周期运行。故障性维修属于被动性的检修。当阀门发生故障无法投用而不得不开展的工作。故障性维修需要注意的重点是判断，正确判断故障类型和故障原因能及时、安全、有效的展开工作，能尽量减少损失，尽早恢复设备投运，确保系统安全健康运行。2 常见故障和频发缺陷及原因分析 2.1 阀门经常发生卡、堵现象，造成减温水流量不足或偏低 中国科技期刊数据库 工业 A-11-通常新建电厂在施工阶段由于操作不当会有较多的焊渣、铁锈等残留在管道内，而新投运阶段的整个系统在投运初期会将这些杂质带入到笼套的流通孔处造成堵塞；同时，经过多次的等级检修，一定程度上也积累了较多的异物，造成卡、堵现象。调节阀芯被卡或阀杆部位填料装填过实，动作摩擦力增大，也是造成调节阀动作不灵原因之一3。2.2 阀门盘根吹损，造成外漏 在调节阀的操作和使用过程中，调节阀杆与填料之间总是存在旋转和轴向的相对运动。而且随着使用开关数量的次数越多，运动的相对次数也越多，并且再加上温度、压力和流体介质特性等客观因素的影响，就会导致填料的接触压力逐渐减弱，此外填料本身也存在老化、弹性丧失等因素。从而造成调节阀填料是调节阀最容易发生泄漏的地方。此时，压力介质将沿着填料与调节阀杆之间的接触间隙向外泄漏，随着时间的推移，部分填料将被吹走，调节阀杆将被冲出沟槽，从而放大泄漏4。2.3 阀体外漏 阀体外漏，阀体外漏主要原因是调节阀在设计中没有充分预计到减温水冲蚀的严重性，阀门出口处被减温水长久冲刷，阀体出口变薄，追终导致阀门泄漏。2.4 阀杆填料泄漏 调节阀的外漏中阀杆的填料泄漏一直是老大难问题。通过记录我们发现阀杆泄漏次数一直居高不下。这是为什么呢？我们知道，在正常情况下，填料盒里的填料会在压盖后对调节阀施加轴向压力。并且填料具有塑性特性会产生径向力，使其与阀杆紧密接触。但这种接触不是很均匀，其不均匀性导致有的部位比较松，有的部位比较紧，甚至有的部位不接触5。调节阀的使用状态是由其使用特性因素决定的，而其使用特性因素决定了其总是处于启闭状态。在而阀杆与填料之间的相对轴向运动中通常会伴随着其整个使用的过程中，并还会经常伴随着具有高温、高压和强渗透性特性的流体介质，使调节阀杆与填料之间的界面容易发生泄漏。界面泄漏主要是由于填料的接触压力逐渐衰减到规定的下限，填料本身老化等原因，导致压力介质沿阀杆与填料之间的接触间隙向外泄漏。2.5 阀杆长短不适、气关阀阀杆太短、阀芯、阀座密封面损坏，造成内漏 阀座和阀芯之间有空隙是造成气开阀关不严而内漏的主要现象。造成这种现象的原因是气开阀阀杆太长导致阀杆长短不适，从而引起阀杆向上（或向下）的距离不够，导致阀座和阀芯不能充分接触，从而导致而内漏。与之类似，气关阀阀杆太短，导致阀座和阀芯之间有空隙，导致不能充分接触，从而因关不严而内漏。调节阀在运行过程中有时也会产生汽蚀现象，在其生产过程中也会由于铸造或锻造而产生缺陷，从而造成的阀芯、阀座密封面材料损坏，这也是导致内漏的主要原因。在调节阀解体检修过程中往往会发现在阀芯、阀座结合面出有很多小的磨点和深痕，通过对运行状态的分析和压痕形状的对比发现调节阀在正常运行中很少有完全关闭的时候，而且对比压痕发现痕迹的不对称性，而产生缺陷的罪魁祸首是汽蚀。2.6 调节门安装不合理，因机组运行时产生振动或沉降，造成阀杆和转动轴不同心，引起阀杆和转动轴弯曲或变形 电厂因现场位置原因，调节阀都是水平安装的，并且没有加装任何支承件或防振装置加以保护，经过一个周期的运行，阀杆和转动轴都出现弯曲或变形现象。并在解体检修时发现，阀芯和笼罩有明显的擦痕，擦痕位置均在最底部。2.7 转动轴铜滑令咬死或打滑，造成阀门失效 铜滑令丝牙乱牙或丝牙打光，产生这一问题的主要原因是缺油，在检修中发现阀体外部的加油孔位置只能加到执行机构的平面轴承位置。铜滑令上没有开加油孔，长期运行后就很容易造成铜滑令的丝牙毁损。2.8 阀门的法兰接合面泄漏 阀门的法兰接合面泄漏一般来说都是安装和检修工艺的不到位引起的，也是唯一一个可以避免的泄漏点。只要在安装和检修中严格按照工艺流程来进行组装，合理的使用密封垫一般来说阀门的法兰接合面泄漏是可以防止的6-7。3 常见故障和频发缺陷的处理方法 中国科技期刊数据库 工业 A-12-（1）针对阀门的卡、堵现象，我们在每一次的检修中要求在安装调节阀前对管路进行冲洗，充分排除污物和异物。安装后，为保证阀体内没有杂质残留存在，避免免杂质卡住，需再次对调节阀进行冲洗。在机组运行时发生这种情况，就多次开关减温水进口门利用介质自身的冲刷能量冲刷和带走易沉淀、易堵塞的杂质，一般情况下是比较有效的，同时利用排污阀进行定期排污，卡、堵现象得到有效控制。（2）为防止阀门因盘根吹损造成外漏，我们加强了每天的巡回检查，确保阀门压盖和盘根之间的紧密，这一强制性的规定执行以来，盘根吹损的发生概率明显减少，偶有发生也能在不需要设备停役的情况下，及时进行消缺工作。同时在等级检修期间，特别针对调节阀做到每修必修。调节阀的解体检修，清理笼罩，更换填料等都作为常规项目。在填料的选用上，着重考虑填料的摩擦系数，填料的回弹性和柔软性，以及阀杆的光洁度等。多管齐下，防治结合，效果明显。目前，电厂的调节阀盘根泄漏现象基本得到控制。（3）阀体外漏导致的阀门泄漏在没有新门更换的条件下，进行补焊处理。并及时与厂家联系，要求改进阀门结构，增加阀体的厚度，选用不同的材质来加工。以便今后更换此类阀门时，能够使用的长久些。（4）知道了阀杆填料泄漏原因也就有了解决方法。方法 1.针对上述问题，提高阀杆表面的光洁程度是解决此类问题的关键所在。通过对阀杆表面的光洁程度进行重新处理，降低阀杆和填料之间的摩擦系数，从而延缓填料的损坏时间。方法 2.首先来看看填料密封材料特性：具有一定的塑性。由于压紧力的作用，使其紧密与阀杆之间产生一定的径向力，从而达到紧密接触的效果。具有足够的化学稳定性。填料本身不会腐蚀密封面，填料中的浸渍剂也不会被介质溶解；填料不会被介质泡胀，也不会污染介质。良好的自润滑性能。填料具有摩擦系数小的特性，并且具有良好的耐磨性。阀杆存在少量偏心的，填料应有足够的浮动弹性。但是普通的石墨填料无法满足调节阀的运行工况，通过实验我们发现如果完全使用普通的石墨填料那么压盖太紧则加大执行机构的工作强度，无法进行小开度高精度的调节。反之压盖太松则容易引起阀杆的泄漏引起事故。两者之间无法进行很好的协调。通过多方面的研究和考察最终我们选用了美国 FISHER 公司专用组合填料。（5）针对阀杆长短不适、气关阀阀杆太短（或太长）而引起的内漏问题，通过延长（或缩短）调节阀阀杆的手段来解决。使调节阀长度合适，使其不再发生内漏。为防止阀芯、阀座密封面泄漏，首先把好阀芯、阀座的材质的选型关、质量关。在阀门选型时，充分利用法则，控制出口流速，避免或降低阀门的损坏程度。同时尽量避免阀门在小流量高压差状况下的运行。（6）现有减温水调节阀的安装位置，因现场位置的局限以及减温水管道的位置走向，使得过热器调节阀的安装都是水平布置，给阀门的稳定运行带来隐患。阀杆弯曲或变形，阀杆和转动轴的同心度偏离，阀芯底部和内部笼罩有明显擦痕，造成阀门卡涩的缺陷频发。在没有条件改道将阀门改为垂直布置的情况下，唯一的解决方案：在阀体部位安装抱箍，加强阀体的防振能力，在阀门上部安装弹簧支架，减少因锅炉的整体沉降给阀门带来的应力作用，降低阀杆弯曲变形的可能性。安装完成后，情况得到很大改善。（7）针对铜滑令丝牙因缺油而损毁的缺陷，我们在新的铜滑令上开加油孔，在更换时，铜滑令的加油孔和阀体上的加油孔对齐，并规定每三个月对铜滑令部位进行加油或换油，确保铜滑令和转动轴之间的转动配合润滑顺畅。同时，对执行机构的平面轴承也进行定期检查和加油，发现问题，立即清理或更换。经过一系列定期维护规定的严格执行，这一缺陷基本根治。4 结束语 火电厂过热器减温水系统的可靠是锅炉安全运行的重要保证。调节阀作为减温水最主要控制手段其重要性不言而喻。火电厂过热器减温水调节阀发生的一些常见和频发的故障缺陷，我们理清思路，分析成因，有针对性的逐项解决，取得了明显成效。对调节阀的维护检修积累了一定的经验和方法，使设备的使用周期得到延长，降低了系统的故障率，提高了设备的健中国科技期刊数据库 工业 A-13-康水平，提高了机组的安全运行率，创造了较为明显的经济效益。参考文献 1罗华明.调节阀的常见故障分析及处理措施J.内燃机与配件,2021(23):70-71.2王立明.自动化仪表调节阀常见故障分析J.中国设备工程,2021(17):34-35.3陈希,王媛,王庆程等.调节阀常见故障分析与处理J.中国仪器仪表,2019(07):63-69.4黄先平,艾鹏龙.气动调节阀常见故障原因及处理分析J.科技创新与应用,2016(03):109.5张华.化工装置调节阀的维护与常见故障及处理J.科技与创新,2016(16):160.6叶奕希,林开园,潘东波等.阀门故障诊断系统研发J.中国科技信息,2022(10):121-125.7胡毅钧.阀门故障检测技术及其研究进展J.阀门,2021(05):282-286.