淺談某電廠一種閥門故障及處理

孔維民

摘要：某300MW亞臨界供熱機組投運后，運行中閥門處于非正常關閉狀態及閥桿損傷，造成閥門內、外漏缺陷，已嚴重影響機組的安全經濟運行。作者通過對閥門結構的解體研究，提出了數項改進方案，較好的解決了該問題。

關鍵詞：定排閥門；鍵槽；力矩；

1 設備概述

某300MW亞臨界供熱機組，鍋爐最大連續蒸發量為1025t/h，燃燒器采用四角布置，單爐膛平衡通風、固態排渣、半露天布置、全鋼構架的∏型汽包爐。鍋爐水冷壁下聯箱定排電動分門型號：1.25"-A105-CL2500，合計24只；定排電動分總門型號：2"-A105-CL2500，合計4只；與閥門配型機械式羅托克電動執行機構（rotork），型號：10A-10F-B，力矩34N？m，配型減速箱IB4（6：1）6，合計28只。由于定排電動截止閥結構設計不合理及執行機構選型不當，運行中閥門處于非正常關閉狀態及閥桿損傷，機組運行半年內超過2/3的閥門出現內外漏，不僅可能造成機組停運事故的發生，還對人身生命安全構成嚴重威脅。

2 原因分析

2.1閥桿導向鍵槽設計不合理。

定排電動截止閥導向鍵安裝在閥桿上，閥門開關時靠閥桿導向鍵在壓蘭內側貫通導向鍵槽內移動，壓蘭鍵槽限制閥桿只能上下位移，而不能旋轉位移。

解體檢修發現該型號閥門導向鍵切入閥桿石墨密封填料內約3-5mm（圖1）。原因為：底口密封面至閥桿鍵槽相對位置長度小于底口密封面至壓蘭填料上端面距離，運行中石墨波形密封填料處于受壓縮狀態。由于該部位設計不合理，導致閥門即將接近關閉嚴密時，導向鍵切入密封填料內，因密封填料對閥桿導向鍵有向上方的反作用力，致使電動執行機構需要更大力矩方能使瓦蘭與底口有效密封。

2.2壓蘭導向鍵槽存在加工缺陷

通過解體檢查，發現部分閥門壓蘭內壁與閥桿接觸性劃傷，約占閥桿周圈1/3，長度在20-35mm范圍內（圖4）。主要原因是閥門在出廠組裝或電建人員抽檢安裝時，壓蘭與閥桿兩側間隙調整不當，致使壓蘭單側緊力過大，造成壓蘭與閥桿硬性接觸，在開關過程中壓蘭與閥桿直接接觸性全行程劃傷。在閥門開關過程中，通過執行機作用在梯形螺紋旋轉力帶動閥桿在鍵槽限制下做上下運動，閥桿一側與導向鍵槽棱角直接接觸，因導向鍵槽棱角尖銳，致使閥桿軸向溝槽狀切入性全行程劃傷。

2.3電動執行機構選型不當

定排電動截止閥廠家提供裝配減速箱的執行機力矩與閥門力矩對比表：（表1）

定排電動截止閥需要力矩107N·m，執行機配型力矩173N·m，最終電動執行機構配型減速箱型號10AB4/IB4（6：1），“6：1”即減速箱對電動執行機構的放大比例。最終定排電動截止閥電動執行機構選型力矩：34N？m，定排電動截止閥配型機械式羅托克電動執行機（rotork），型號：10A-10F-B，力矩34N·m，即機械式羅托克執行機構實際輸出力矩為34N·m×6=204N·m。

2、被選用的電動裝置轉矩值應為表中查得的閥門操作力矩值的1.1～1.3倍。

從上表中可以看出定排1.25"（32mm）截止閥執行機力矩應選擇450N·m，2"（50.8mm）截止閥執行機力矩應選擇600N·m。通過以上分析可以看出目前定排電動截止閥的電動執行機構選型與《閥門設計手冊》推薦力矩相差甚大。

3 解決方案

3.1閥桿鍵槽、導向鍵及壓蘭導向鍵槽改造

3.1.1損壞嚴重的閥桿，新訂購時將提供鍵槽位置向上移動8mm，如下圖所示：

3.1.2不需要更換的閥桿，對導向鍵進行改造，如下圖所示：

3.2更換執行機

原閥門減速箱IB4（6：1）不更換，重新選配電動執行機構。1.25"截止閥電動執行機構力矩最小應選擇81N·m，2"截止閥電動執行機構力矩最小應選擇108N·m，根據羅托克公司提供的產品樣本，并結合現場工況的實際應用，初步選型全部為IQ20智能可調型執行機構，可滿足了力矩的要求，同時保證的閥門開關時間要求。

4 總結

通過上述改造，基本解決定排電動截止閥內外漏缺陷，減少汽水損失及壓力損失，保證了機運行組的安全性和經濟性。endprint