引言

閥門在電廠各個(gè)系統(tǒng)中被稱之為"咽喉",一旦閥門出現(xiàn)故障就會(huì)影響設(shè)備運(yùn)行功能的實(shí)現(xiàn)并引發(fā)泄漏,輕則造成經(jīng)濟(jì)性的下降,重則對(duì)后續(xù)運(yùn)行帶來嚴(yán)重影響。浙江某電廠兩臺(tái)1030MW機(jī)組的除氧器事故放水氣動(dòng)閥、溢放水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥旁路氣動(dòng)閥為東方鍋爐有限公司配供的加拿大威蘭有限公司生產(chǎn)氣動(dòng)閘閥,分別布置在汽機(jī)房26m層和0m層,控制方式為失氣開,正常運(yùn)行中兩閥門為常關(guān)狀態(tài),氣缸長(zhǎng)度約1.5m。從2014年7月和9月投入運(yùn)行以來,啟停機(jī)過程中曾經(jīng)多次出現(xiàn)卡澀,平均每啟停機(jī)一次就出現(xiàn)一次閥門卡澀,且經(jīng)過多次檢修調(diào)整均無法徹底解決卡澀的問題。除氧器事故放水氣動(dòng)閥和除氧器溢放水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥旁路氣動(dòng)閥均為事故狀態(tài)下緊急放水使用,一旦發(fā)生除氧器滿水事故,而此兩閥門卡澀無法開啟,會(huì)導(dǎo)致除氧器滿水及汽輪機(jī)進(jìn)水的惡性事故發(fā)生,后果極端嚴(yán)重,且除氧器布置于集控層上方,一旦發(fā)生滿水溢出,高溫汽水會(huì)對(duì)控制人員和巡檢人員的人身安全和運(yùn)行中的電氣設(shè)備產(chǎn)生極大的威脅。

1原因分析

閥門卡澀的現(xiàn)象比較常見,表面現(xiàn)象僅為卡澀,但其實(shí)引起卡澀的原因多種多樣,而且常會(huì)有幾種原因同時(shí)導(dǎo)致一個(gè)閥門出現(xiàn)卡澀故障。針對(duì)氣動(dòng)閘閥,主要有以下幾種常見原因會(huì)引起閥門出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象:

(1)閥芯移動(dòng)的導(dǎo)向槽處存在異物:

(2)閥芯、閥座結(jié)合面處有異物:

(3)盤根螺栓緊固力矩過大:

(4)氣缸密封件破損漏氣:

(5)閥門裝復(fù)時(shí)閥蓋偏斜,出現(xiàn)填料函/填料壓蓋、閥桿不同心現(xiàn)象:

(6)上下閥桿連接套損壞,致使上下閥桿脫開:

(7)閥門前后流體壓差過大。

2015年11月該電廠#1機(jī)在停機(jī)檢修隔離時(shí),首次出現(xiàn)除氧器事故放水氣動(dòng)閥和除氧器溢放水旁路氣動(dòng)閥卡澀現(xiàn)象,經(jīng)維護(hù)人員用撬棒加力撬動(dòng)閥桿上下連接套后開啟閥門,其后調(diào)試未見異常。后在次年停機(jī)檢修時(shí)又出現(xiàn)同樣的現(xiàn)象,經(jīng)檢修單位解體檢查、調(diào)整,暫時(shí)消除了卡澀現(xiàn)象。

在之后的運(yùn)行過程中,兩臺(tái)機(jī)的四個(gè)閥門幾乎每次啟停機(jī)時(shí)均會(huì)出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象,經(jīng)多次檢修調(diào)整均未徹底消除缺陷。鑒于此四個(gè)閥門的重要性,為保證機(jī)組運(yùn)行時(shí)人身和設(shè)備安全,原計(jì)劃對(duì)兩臺(tái)機(jī)的四個(gè)閥門進(jìn)行更換,將氣動(dòng)閘閥更換為電動(dòng)截止閥,費(fèi)用約為130萬元。但在對(duì)閥門進(jìn)行更換論證的過程中,技術(shù)人員仔細(xì)查閱圖紙資料和分析研究,并結(jié)合檢修情況和每次卡澀故障處理時(shí)僅僅是維護(hù)人員用撬棒加力就能開啟的實(shí)際情況,對(duì)此型號(hào)的氣動(dòng)閘閥卡澀原因做出如下分析:

因兩閥門型式均為閘閥(圖1),其主要由閥體、閥座、閥芯、閥蓋和閥桿組成,由閥桿帶動(dòng)閥芯上下運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)閥門的開關(guān)。初步分析卡澀的原因可能為:冷態(tài)時(shí),閥門在關(guān)閉位置,閥芯與閥座密封面接觸密封。機(jī)組運(yùn)行時(shí),因管道與水流溫度均提升至逾180℃,使閥芯與閥座都產(chǎn)生了微量的膨脹,而閥門本身的結(jié)構(gòu)決定了閥座只能向內(nèi)膨脹、閥芯向外膨脹,從而產(chǎn)生的最終結(jié)果為一閥座對(duì)兩塊楔形閥芯產(chǎn)生了一定的壓縮。當(dāng)集控運(yùn)行人員發(fā)出開閥指令時(shí),氣源控制電磁閥失電復(fù)位,斷開了氣缸與儀用壓縮空氣進(jìn)氣通道,并使氣缸泄壓,在彈簧力的作用下,推動(dòng)彈簧壓板、帶動(dòng)活塞、閥桿閥芯進(jìn)行開閥動(dòng)作。這時(shí)如果彈簧力不足以克服閥座和閥芯的滑動(dòng)摩擦力,就無法推動(dòng)活塞和閥芯閥桿進(jìn)行開閥動(dòng)作,就產(chǎn)生了閥門卡澀現(xiàn)象,而處理時(shí)的撬棒加力正是用來輔助增加彈簧力。綜上所述,我們推斷可能是彈簧的力不足而造成閥門無法正常開啟。

2解決方案

查明了閥門卡澀主要是彈簧力不足以克服閥芯和閥座的滑動(dòng)摩擦力所致的這個(gè)原因后,經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)查看和圖紙對(duì)照,發(fā)現(xiàn)在閥門的下氣缸處有進(jìn)氣接口(現(xiàn)場(chǎng)用絲堵封閉)。針對(duì)這個(gè)現(xiàn)狀,我們?cè)O(shè)計(jì)了一套方案,對(duì)原閥門控制氣源管路進(jìn)行改進(jìn),保留原氣缸的進(jìn)氣管路,同時(shí)在氣缸的活塞下部加裝一路進(jìn)氣管路。在開閥時(shí),活塞下部進(jìn)氣推動(dòng)活塞,幫助彈簧反彈而達(dá)到快速開啟閥門的效果(圖2)。

改進(jìn)前后氣缸進(jìn)氣管路示意圖如圖3所示。

原氣缸控制原理如下:

(1)當(dāng)運(yùn)行人員發(fā)出關(guān)閥指令時(shí),氣源控制電磁閥帶電,接通氣缸與儀用空氣回路,氣缸開始進(jìn)氣并推動(dòng)活塞向閥體方向運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)閥桿和閥芯進(jìn)行關(guān)閥動(dòng)作。由于活塞上部連接了活塞連桿并裝有彈簧壓板,同時(shí)也會(huì)帶動(dòng)彈簧壓板對(duì)彈簧進(jìn)行壓縮。

(2)當(dāng)運(yùn)行人員發(fā)出開閥指令時(shí),氣源控制電磁閥失電復(fù)位,斷開了氣缸與儀用空氣回路,氣缸泄壓,在壓縮后彈簧彈力的作用下,推動(dòng)彈簧壓板、帶動(dòng)活塞、閥桿閥芯進(jìn)行開閥動(dòng)作。

改進(jìn)后氣缸控制原理如下:

(1)閥門關(guān)閉時(shí),電磁閥1、電磁閥2帶電,上氣缸與儀用氣連通,上氣缸進(jìn)氣,下氣缸排氣同時(shí)壓縮彈簧(此部分控制原理與改造前一致)。

(2)閥門開啟時(shí),電磁閥1、電磁閥2失電,上氣缸排氣,下氣缸進(jìn)氣,推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng),幫助彈簧反彈。

對(duì)比改進(jìn)前后氣缸控制原理可以發(fā)現(xiàn),在運(yùn)行操作上和檢修工作中均未產(chǎn)生較大改變,但提升了閥門的可靠性和機(jī)組運(yùn)行的安全性。

3結(jié)語(yǔ)

在對(duì)除氧器事故放水氣動(dòng)閥和除氧器溢放水電動(dòng)閥氣動(dòng)旁路閥下氣缸加裝了過濾器和控制電磁閥后,閥門能在所有工況下開關(guān)自如,在之后的啟停機(jī)過程中均未出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象,達(dá)到了改進(jìn)的預(yù)期目的,同時(shí)保證了機(jī)組的安全運(yùn)行,防止了人身傷害事故的發(fā)生。相對(duì)于更換閥門而言,可以節(jié)省120多萬元的改造費(fèi)用。

在電廠工作中,安全永遠(yuǎn)是第一位的,如何使用較小的投入產(chǎn)生較大的收益,保證機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行是我們需要不斷探索、發(fā)現(xiàn)并持續(xù)改進(jìn)的。