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鍋爐安全閥的常見故障分析和解決方法

作者: ‖ 時間:2016-4-27 ‖ 來源: ‖ 點擊:1408

   摘要:分析了鍋爐安全閥閥門漏泄、閥體結合麵滲漏、衝量安全閥動作後主安全閥不動作、衝量安全閥回座後主安全閥延遲回座時間過長以及安全閥的回座壓力低、頻跳和顫振等常見的故障原因,並針對故障原因提出了解決方法。

  關鍵詞:安全閥衝量安全閥主安全閥

  1、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係統上,當受壓係統中的壓力超過規定值時,它能自動打開,把過剩的介質排放到大氣中去,以保證壓力容器和管道係統安全運行,防止事故的發生,而當係統內壓力回降到工作壓力或略低於工作壓力時又能自動關閉。安全閥工作的可靠與否直接關係到設備及人身的安全,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、閥門漏泄

  在設備正常工作壓力下,閥瓣與閥座密封麵處發生超過允許程度的滲漏,安全閥的泄漏不但會引起介質損失。另外,介質的不斷泄漏還會使硬的密封材料遭到破壞,但是,常用的安全閥的密封麵都是金屬材料對金屬材料,雖然力求做得光潔平整,但是要在介質帶壓情況下做到絕對不漏也是非常困難的。因此,對於工作介質是蒸汽的安全閥,在規定壓力值下,如果在出口端肉眼看不見,也聽不出有漏泄,就認為密封性能是合格的。一般造成閥門漏泄的原因主要有以下三種情況:

  一種情況是,髒物雜質落到密封麵上,將密封麵墊住,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麵上的髒物及雜質,一般在鍋爐準備停爐大小修時,首先做安全門跑砣試驗,如果發現漏泄停爐後都進行解體檢修,如果是點爐後進行跑砣試驗時發現安全門漏泄,估計是這種情況造成的,可在跑砣後冷卻20分鍾後再跑舵一次,對密封麵進行衝刷。

  另一種情況是密封麵損傷。造成密封麵損傷的主要原因有以下幾點:一是密封麵材質不良。例如,在3~9號爐主安全門由於多年的檢修,主安全門閥芯與閥座密封麵普遍已經研得很低,使密封麵的硬度也大大降低了,從而造成密封性能下降,消除這種現象最好的方法就是將原有密封麵車削下去,然後按圖紙要求重新堆焊加工,提高密封麵的表麵硬度。注意在加工過程中一定保證加工質量,如密封麵出現裂紋、沙眼等缺陷一定要將其車削下去後重新加工。新加工的閥芯閥座一定要符合圖紙要求。目前使用YST103通用鋼焊條堆焊加工的閥芯密封麵效果就比較好。二是檢修質量差,閥芯閥座研磨的達不到質量標準要求,消除這種故障的方法是根據損傷程度采用研磨或車削後研磨的方法修複密封麵。

  造成安全閥漏泄的另一個原因是由於裝配不當或有關零件尺寸不合適。在裝配過程中閥芯閥座未完全對正或結合麵有透光現象,或者是閥芯閥座密封麵過寬不利於密封。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麵同正度,檢查各部間隙不允許抬起閥芯;根據圖紙要求適當減小密封麵的寬度實現有效密封。

  2.2、閥體結合麵滲漏

  指上下閥體間結合麵處的滲漏現象,造成這種漏泄的主要原因有以下幾個方麵:一是結合麵的螺栓緊力不夠或緊偏,造成結合麵密封不好。消除方法是調整螺栓緊力,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,並使結合麵各處間隙一致。二是閥體結合麵的齒形密封墊不符合標準。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。從而使閥體結合麵滲漏。在檢修時把好備件質量關,采用合乎標準的齒形密封墊就可以避免這種現象的發生。三是閥體結合麵的平麵度太差或被硬的雜質墊住造成密封失效。對由於閥體結合麵的平麵度太差而引起閥體結合麵滲漏的,消除的方法是將閥門解體重新研磨結合麵直至符合質量標準。由於雜質墊住而造成密封失效的,在閥門組裝時認真清理結合麵避免雜質落入。

  2.3衝量安全閥動作後主安全閥不動作

  這種現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危害是非常大的,是重大的設備隱患,嚴重影響設備的安全運行,一旦運行中的壓力容器及管路中的介質壓力超過額定值時,主安全門不動作,使設備超壓運行極易造成設備損壞及重大事故。

  在分析主安全門拒動的原因之前,首先分析一下主安全門的動作原理。如圖1,當承壓容器內的壓力升至衝量安全閥的整壓力時,衝量安全閥動作,介質從容器內通過管路衝向主安全閥活塞室內,在活塞室內將有一個微小的擴容降壓,假如此時活塞室內的壓強為P1,活塞節流麵積為Shs,此時作用在活塞上的f1為:

  假如此時承壓容器內的介質的壓強為P2,閥芯的麵積為Sfx,則此時介質對閥芯一個向上的作用力f2為

  通常安全閥的活塞直徑較閥芯直徑大

  假如將彈簧通過閥杆對閥芯向上的拉力設為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)設為fm,則主安全門的動作的先決條件:隻有作用在活塞上的作用力f1略大於作用在閥芯上使其向上的作用力f2及彈簧通過閥杆對閥芯向上的拉力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麵因素有關:

  一是閥門運動部件有卡阻現象。這可能是由於裝配不當,髒物及雜質混入或零件腐蝕;活塞室表麵光潔度差,表麵損傷,有溝痕硬點等缺陷造成的。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

  例如,在2001年3號爐大修前過熱主安全門跑砣試驗時,發生了主安全門拒動。檢修時解體檢查發現,活塞室內有大量的鏽垢及雜質,活塞在活塞室內無法運動,從而造成了主安全門拒動。檢修時對活塞,脹圈及活塞室進行了除鏽處理,對活塞室溝痕等缺陷進行了研磨,裝配前將活塞室內壁均勻地塗上鉛粉,並嚴格按次序對閥門進行組裝。在鍋爐水壓試驗時,對脈衝管進行衝洗,然後將主安全門與衝量安全閥連接,大修後點爐時再次進行安全閥跑砣試驗一切正常。

  二是主安全門活塞室漏氣量大。當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

  例如,3~9號爐主安全閥對活塞環的質量要求是活塞環的棱角應圓滑,自由狀態開口間隙不大於14,組裝後開口間隙△=1~1.25,活塞與活塞室間隙B=0.12~0.18,活塞環與活塞室間隙為S=0.08~0.12,活塞環與活塞室接觸良好,透光應不大於周長的1/6。對活塞室內要求是,活塞室內的溝槽深度不得超過0.08~0.1mm,其橢圓度不超過0.1mm,圓錐度不超過0.1mm,應光潔無擦傷,但解體檢修時檢查發現每台爐主安全門的活塞環、活塞及活塞室都不符合檢修規程要求,目前一般活塞環與活塞室的間隙都在S≥0.20,且活塞室表麵的缺陷更為嚴重,嚴重地影響了活塞室的汽密性,造成活塞室漏汽量偏大。

  消除這種缺陷的方法是:對活塞室內表麵進行處理,更換合格的活塞及活塞環,在有節流閥的衝量安全裝置係統中關小節流閥開度,增大進入主安全門活塞室的進汽量,在條件允許的情況下也可以通過增加衝量安全閥的行程來增加進入主安全門活塞室內的進汽量方法推動主安全閥動作。

  三是主安全閥與衝量安全閥的匹配不當,衝量安全閥的蒸汽流量太小。衝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,即f1

  3、結束語

  對鍋爐安全閥的常見故障原因進行了分析並提出了具體的解決方法,雖然目前電站鍋爐安全閥都是由主、輔閥配套組成的,並采用機械和熱工控製雙重保護,有些故障不易發生,但隻有充分掌握安全閥的常見故障原因和消除方法,在故障發生時處理起來才能得心應手,對保證設備的安全運行有著重要的意義。


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