鍋爐安全閥常見故障及其排除

王曉軍 湖南中興設(shè)備安裝工程有限責(zé)任公司 412008

鍋爐安全閥常見故障及其排除

王曉軍 湖南中興設(shè)備安裝工程有限責(zé)任公司 412008

本文分析了鍋爐安全閥常見故障原因，并針對故障原因提出了解決方法，以供參考。

鍋爐；安全閥；常見故障；對策

前言

安全閥是一種非常重要的保護用閥門，廣泛地用在各種壓力容器和管道系統(tǒng)上，當(dāng)受壓系統(tǒng)中的壓力超過規(guī)定值時，它能自動打開，把過剩的介質(zhì)排放到大氣中去，以保證壓力容器和管道系統(tǒng)安全運行，防止事故的發(fā)生，而當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)壓力回降到工作壓力或略低于工作壓力時又能自動關(guān)閉。安全閥工作的可靠與否直接關(guān)系到設(shè)備及人身的安全，所以必須給予重視。

2、安全閥常見故障原因分析及解決方法

2.1 安全閥漏泄

一般造成閥門泄露的原因主要有以下三種情況：

一種情況是，贓物雜質(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贓物及雜質(zhì)，一般在鍋爐準(zhǔn)備停爐大小修時，首先做到安全門跑砣實驗，如果發(fā)現(xiàn)泄露停爐后都進行解體檢修，如果是點爐后進行跑砣實驗時發(fā)現(xiàn)安全門泄露，估計是這種情況造成的，可在跑砣冷卻20分鐘后再跑砣一次，對密封面進行沖刷。

另一種情況是，密封面損傷。造成密封面損傷的主要原因有以下幾點：一是密封面材質(zhì)不良。例如，有的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通已經(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。二是檢修質(zhì)量差，閥芯閥座研磨的達不到質(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。

造成安全閥漏泄的另一個原因是由于裝配不當(dāng)或有關(guān)零件尺寸不合適。在裝配過程中閥芯閥座未完成對正或結(jié)合面有透光現(xiàn)象，或者是閥芯閥座封面過寬不利于密封。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現(xiàn)有效密封。

2.2、閥體結(jié)合面滲漏

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方面：一是結(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，在緊螺栓時一定要按對角把緊的方式進行，最好是邊緊邊測量各處間隙，將螺栓緊到緊不動為止，并使結(jié)合面各處間隙一致。二是閥體結(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，齒形過尖或過坡等缺陷都會造成密封失效。從而使閥體結(jié)合面滲漏。在檢修時把好備件質(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。

2.3 沖量安全閥動作后主安全閥不動作

這種現(xiàn)象通常被稱為主安全門的拒動。主安全門拒動對運行中的鍋爐來說威海市非常大的，是重大的設(shè)備隱患，嚴(yán)重影響設(shè)備的安全運行，一旦運行中的壓力容器及管路中的介質(zhì)壓力超過額定值時，主安全門不動作，使設(shè)備超壓運行極易造成設(shè)備損壞及重大事故。

在分析主安全門拒動的原因之前，首先分析下主安全門的動作原理。當(dāng)承壓容器內(nèi)的壓力升至沖量安全閥的整壓力時，沖量安全閥動作，介質(zhì)從容器內(nèi)通過管路沖向主安全閥活塞室內(nèi)，在活塞室內(nèi)將有一個微小的擴容降壓，加入此時活塞室內(nèi)的壓強為P1，活塞截流面積為Shs，此時作用在活塞上的f1為：

假如此時承壓容器內(nèi)的介質(zhì)的壓強為P2，閥芯的面積為Sfx，則此時介質(zhì)對閥芯一個向上的作用力f2為：=p2×Shs……………（2）通常安全閥的活塞直徑較閥芯直徑大，所以式（1）與式（2）中Shs＞SfxP1≈P2假如將彈簧通過閥桿對閥芯向上的拉力設(shè)為f3及將運動部件與固定部件間摩擦力（主要是活塞與活塞室間的摩擦力）設(shè)為fm，則主安全門的動作的先決條件：只有作用在活塞上的作用力f1略大于作用在閥芯上使其向上的作用力f2及彈簧通過閥桿對閥芯向上的拉力f3及運動部件與固定部件間摩擦力（主要是活塞與活塞室間的摩擦力）fm之和時，即：f1＞f2＋f3＋fm時主安全門才能啟動。

通過實踐，主安全門拒動主要與以下三方面因素有關(guān)：

一是閥門運動部件有卡阻現(xiàn)象。這可能是由于裝配不當(dāng)，贓物及雜質(zhì)混入或零件腐蝕；活塞室表面光潔度差，表面損傷，有溝痕硬點燈缺陷造成的。這樣就使運動部件與固定部件間摩擦力fm增大，在其他條件不變的情況下f1＜f2＋f3＋fm所以主安全門拒動。

二是安全門活塞式漏氣量大。當(dāng)閥門活塞室漏氣量大時，式（1）中的f1一項作用在活塞上的作用力偏小在其他條件不變的情況下f1＜f2＋f3＋fm所以主安全門拒動。造成活塞室漏氣量大的主要原因與閥門本身的氣密性和活塞環(huán)不符合尺寸要求或活塞環(huán)磨損過大達不到密封要求有關(guān)系。消除這種缺陷的方法是：對活塞室表面進行處理，更換合格的活塞及活塞環(huán)，在有節(jié)流閥的沖量安全裝置系統(tǒng)中關(guān)小節(jié)流閥開度，增大進入主安全門活塞室的進氣量，在條件允許的情況下也可以通過增加沖量安全閥的行程來增加進入主安全門活塞室內(nèi)的進氣量方法推動主安全閥動作。

三是主安全閥與沖量安全閥的匹配不當(dāng)，沖量安全閥的蒸汽流量太小。沖量安全閥的公稱通徑太小，致使流入主安全閥活塞室的蒸汽量不足，推動活塞向下運動的作用力f1不夠，及f1＜f2＋f3＋fm致使主安全閥閥芯不動。這種現(xiàn)象多發(fā)生于主安全閥式?jīng)_量安全閥有一個更換時，由于考慮不周而造成的。

2.4、沖量安全閥回座后主安全閥延遲回座時間過長

發(fā)生這種故障的主要原因有以下兩個方面：

一方面是，主安全閥活塞室的漏氣量大小，雖然沖量安全閥回座了，但存在管路中雨活塞室中的蒸汽的壓力仍很高，推動活塞向下的力仍很大，所以造成主安全閥回座遲緩，這種故障多發(fā)生于A42YP5413.7VDg100型安全閥上，因為這種形式的安全閥活塞室汽封性良好。消除這種故障的方法主要通過開度開大與節(jié)流閥的開度和加大節(jié)流孔徑甲乙解決，節(jié)流閥的開度開大與節(jié)流孔徑的增加都使留在脈沖管內(nèi)的蒸汽迅速排放掉，從而降低了活塞內(nèi)的壓力，使其作用在活塞向下運動的推力迅速減小，閥芯在集汽聯(lián)箱內(nèi)蒸汽介質(zhì)向上的推力和柱安全閥自身彈簧向上的拉力作用下迅速回座。

另一方面原因就是主安全閥的運動部件與固定部件之間的摩擦力過大也會造成主安全閥回座遲緩，解決這種問題的方法就是將主安全閥運動部件與固定部件的配合間隙控制臺標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

2.5、安全閥的回座壓力低

安全閥回座壓力低對鍋爐的經(jīng)濟運行有很大危害，回座壓力過低將造成大量的介質(zhì)超時排放，造成不必要的能量損失，這種故障多發(fā)生在200MW機組所使用的A49H型彈簧脈沖安全閥上，分析其原因主要是由以下幾點因素造成的：

一是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，推動主安全閥動作。

造成回座壓力低的另一個原因就是各運動零件摩擦力大，有些部位有卡澀，解決方法就是認(rèn)真檢查各運動部件，嚴(yán)格按檢修標(biāo)準(zhǔn)對各部件進行檢修，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。

2.6 安全閥的頻跳

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”。安全閥機械特性要求安全閥在整動作過程中達到規(guī)定的開啟高低時，不允許出現(xiàn)卡阻，震顫和頻跳的現(xiàn)象。發(fā)生頻跳現(xiàn)象對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高有關(guān)，回座壓力較高時，容器內(nèi)過剩的介質(zhì)排放量較少，安全閥已經(jīng)回座了，當(dāng)運行人員調(diào)整不當(dāng)，容器內(nèi)壓力又會很快升起來，所以又造成安全閥動作，向這種情況可通過開大節(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，推動活塞向下運動的力較小，主安全閥動作的幾率較小，從而避免了主安全閥連續(xù)啟動。

2.7 安全閥的顫振

安全閥在排放過程中出現(xiàn)的抖動現(xiàn)象，稱其為安全閥的顫振，顫振現(xiàn)象的發(fā)生極易造成金屬的疲勞，使安全閥的機械性能下降，造成嚴(yán)重的設(shè)備隱患，發(fā)生顫振的原因主要有以下幾個方面：

一方面是閥門的使用不當(dāng)，選用閥門的排放能力太大（相對于必須排放量而言），消除的方法是應(yīng)當(dāng)使選用閥門的額定排量盡可能接近設(shè)備的必需排放量。

另一方面是由于進口管道的口徑太小，小于閥門的進口通徑，或進口管阻力太大，消除的方法是在閥門安裝時，使進口管內(nèi)徑不小于閥門進口通徑或者減少進口管道的阻力。排放管道阻力過大，造成排放時過大也是造成閥門顫振的一個因素，可以通過降低排放管道的阻力加以解決。

3、結(jié)束語

對鍋爐安全閥的常見故障原因進行了分析并提出了具體的解決方法，雖然目前油田鍋爐安全閥都是由主、輔閥配套組成的，并采用機械和熱工控制雙重保護，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)生時處理起來才能得心應(yīng)手，對保證設(shè)備的安全運行有著重要的意義。

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.08.085

王曉軍，男，湖南株洲人，湖南中興設(shè)備安裝工程有限責(zé)任公司技術(shù)中心工程師。研究方向：化工過程裝備的維修安裝。