1、閥門(mén)漏泄
設備正常工作壓力下,閥瓣與閥座密封面處發(fā)生超過(guò)允許程度滲漏,安全閥泄漏會(huì )引起介質(zhì)損失。另外,介質(zhì)不斷泄漏還會(huì )使硬密封材料遭到破壞,,常用安全閥密封面都是金屬材料對金屬材料,力求做光潔平整,要介質(zhì)帶壓情況下做到絕對不漏也是非常困難。,工作介質(zhì)是蒸汽安全閥,規定壓力值下,出口端肉眼看不見(jiàn),也聽(tīng)不出有漏泄,就認為密封性能是合格。一般造成閥門(mén)漏泄原因主要有以下三種情況:
一種情況是,臟物雜質(zhì)落到密封面上,將密封面墊住,造成閥芯與閥座間有間隙,閥門(mén)滲漏。消除這種故障方法就是清除掉落到密封面上臟物及雜質(zhì),一般鍋爐準備停爐大小修時(shí),首先做安全門(mén)跑砣試驗,發(fā)現漏泄停爐后都進(jìn)行解體檢修,是點(diǎn)爐后進(jìn)行跑砣試驗時(shí)發(fā)現安全門(mén)漏泄,估計是這種情況造成,可跑砣后冷卻20分鐘后再跑舵一次,對密封面進(jìn)行沖刷。
另一種情況是密封面損傷。造成密封面損傷主要原因有以下幾點(diǎn):一是密封面材質(zhì)不良。例如,3~9號爐主安全門(mén)多年檢修,主安全門(mén)閥芯與閥座密封面普遍已經(jīng)研很低,使密封面硬度也大大降低了,造成密封性能下降,消除這種現象最好方法就是將原有密封面車(chē)削下去,然后按圖紙要求重新堆焊加工,提高密封面表面硬度。注意加工過(guò)程中一定保證加工質(zhì)量,如密封面出現裂紋、沙眼等缺陷一定要將其車(chē)削下去后重新加工。新加工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閥芯密封面效果就比較好。二是檢修質(zhì)量差,閥芯閥座研磨達不到質(zhì)量標準要求,消除這種故障方法是損傷程度采用研磨或車(chē)削后研磨方法修復密封面。
造成安全閥漏泄另一個(gè)原因是裝配不當或有關(guān)零件尺寸不合適。裝配過(guò)程中閥芯閥座未完全對正或結合面有透光現象,是閥芯閥座密封面過(guò)寬不利于密封。消除方法是檢查閥芯周?chē)浜祥g隙大小及均勻性,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;圖紙要求適當減小密封面寬度實(shí)現有效密封。?
2、閥體結合面滲漏
指上下閥體間結合面處滲漏現象,造成這種漏泄主要原因有以下幾個(gè)方面:一是結合面螺栓緊力不夠或緊偏,造成結合面密封不好。
消除方法是調整螺栓緊力,緊螺栓時(shí)一定要按對角把緊方式進(jìn)行,最好是邊緊邊測量各處間隙,將螺栓緊到緊不動(dòng)為止,并使結合面各處間隙一致。二是閥體結合面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(guò)尖或過(guò)坡等缺陷都會(huì )造成密封失效。使閥體結合面滲漏。檢修時(shí)把好備件質(zhì)量關(guān),采用合乎標準齒形密封墊就可以避免這種現象發(fā)生。三是閥體結合面平面度太差或被硬雜質(zhì)墊住造成密封失效。對閥體結合面平面度太差而引起閥體結合面滲漏,消除方法是將閥門(mén)解體重新研磨結合面直至符合質(zhì)量標準。雜質(zhì)墊住而造成密封失效,閥門(mén)組裝時(shí)認真清理結合面避免雜質(zhì)落入。
3、沖量安全閥動(dòng)作后主安全閥不動(dòng)作
這種現象通常被稱(chēng)為主安全門(mén)拒動(dòng)。主安全門(mén)拒動(dòng)對運行中鍋爐來(lái)說(shuō)危害是非常大,是重大設備隱患,嚴重影響設備安全運行,一旦運行中壓力容器及管路中介質(zhì)壓力超過(guò)額定值時(shí),主安全門(mén)不動(dòng)作,使設備超壓運行極易造成設備損壞及重大事故。
分析主安全門(mén)拒動(dòng)原因之前,首先分析一下主安全門(mén)動(dòng)作原理。如圖1,當承壓容器內壓力升至沖量安全閥整壓力時(shí),沖量安全閥動(dòng)作,介質(zhì)從容器內管路沖向主安全閥活塞室內,活塞室內將有一個(gè)微小擴容降壓,此時(shí)活塞室內壓強為P1,活塞節流面積為Shs,此時(shí)作用活塞上f1為:
f1=P1×Shs........................(1)
此時(shí)承壓容器內介質(zhì)壓強為P2,閥芯面積為Sfx,則此時(shí)介質(zhì)對閥芯一個(gè)向上作用力f2為:
f2=P2×Shx?..............(2)
通常安全閥活塞直徑較閥芯直徑大,式(1)與式(2)中Shs>Sfx?P1≈P2
將彈簧閥桿對閥芯向上拉力設為f3及將運動(dòng)部件與固定部件間摩擦力(主活塞與活塞室間摩擦力)設為fm,則主安全門(mén)動(dòng)作先決條件:作用活塞上作用力f1略大于作用閥芯上使其向上作用力f2及彈簧閥桿對閥芯向上拉力f3及運動(dòng)部件與固定部件間摩擦力(主活塞與活塞室間摩擦力)fm之和時(shí),即:f1>f2+f3+fm時(shí)主安全門(mén)才能啟動(dòng)。
實(shí)踐,主安全門(mén)拒動(dòng)主要與以下三方面因素有關(guān):
一是閥門(mén)運動(dòng)部件有卡阻現象。這可能是裝配不當,臟物及雜質(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(diǎn)等缺陷造成。這樣就使運動(dòng)部件與固定部件間摩擦力fm增大,其他條件不變情況下f1<f2+f3+fm主安全門(mén)拒動(dòng)。
例如,2001年3號爐大修前過(guò)熱主安全門(mén)跑砣試驗時(shí),發(fā)生了主安全門(mén)拒動(dòng)。檢修時(shí)解體檢查發(fā)現,活塞室內有大量銹垢及雜質(zhì),活塞活塞室內無(wú)法運動(dòng),造成了主安全門(mén)拒動(dòng)。檢修時(shí)對活塞,脹圈及活塞室進(jìn)行了除銹處理,對活塞室溝痕等缺陷進(jìn)行了研磨,裝配前將活塞室內壁均勻涂上鉛粉,并嚴格按次序對閥門(mén)進(jìn)行組裝。鍋爐水壓試驗時(shí),對脈沖管進(jìn)行沖洗,然后將主安全門(mén)與沖量安全閥連接,大修后點(diǎn)爐時(shí)再次進(jìn)行安全閥跑砣試驗一切正常。
二是主安全門(mén)活塞室漏氣量大。當閥門(mén)活塞室漏氣量大時(shí),式(1)中f1一項作用活塞上作用力偏小,其他條件不變情況下f1<f2+f3+fm主安全門(mén)拒動(dòng)。造成活塞室漏氣量大主要原因與閥門(mén)本身氣密性和活塞環(huán)不符合尺寸要求或活塞環(huán)磨損過(guò)大達不到密封要求有關(guān)系。
例如,3~9號爐主安全閥對活塞環(huán)質(zhì)量要求是活塞環(huán)棱角應圓滑,自由狀態(tài)開(kāi)口間隙不大于14,組裝后開(kāi)口間隙△=1~1.25,活塞與活塞室間隙B=0.12~0.18,活塞環(huán)與活塞室間隙為S=0.08~0.12,活塞環(huán)與活塞室接觸良好,透光應不大于周長(cháng)1/6。對活塞室內要求是,活塞室內溝槽深度不超過(guò)0.08~0.1mm,其橢圓度不超過(guò)0.1mm,圓錐度不超過(guò)0.1mm,應光潔無(wú)擦傷,但解體檢修時(shí)檢查發(fā)現每臺爐主安全門(mén)活塞環(huán)、活塞及活塞室都不符合檢修規程要求,目前一般活塞環(huán)與活塞室間隙都S≥0.20,且活塞室表面缺陷更為嚴重,嚴重影響了活塞室汽密性,造成活塞室漏汽量偏大。
消除這種缺陷方法是:對活塞室內表面進(jìn)行處理,更換合格活塞及活塞環(huán),有節流閥沖量安全裝置系統中關(guān)小節流閥開(kāi)度,增大進(jìn)入主安全門(mén)活塞室進(jìn)汽量,條件允許情況下也可以增加沖量安全閥行程來(lái)增加進(jìn)入主安全門(mén)活塞室內進(jìn)汽量方法推動(dòng)主安全閥動(dòng)作。
三是主安全閥與沖量安全閥匹配不當,沖量安全閥蒸汽流量太小。沖量安全閥公稱(chēng)通徑太小,致使流入主安全閥活塞室蒸汽量不足,推動(dòng)活塞向下運動(dòng)作用力f1不夠,即f1<f2+f3+fm致使主安全閥閥芯不動(dòng)。這種現象多發(fā)生于主安全閥式?jīng)_量安全閥有一個(gè)更換時(shí),考慮不周而造成。
例如2002年5號爐大修時(shí),將兩臺重錘式?jīng)_量安全閥換成兩臺哈爾濱閥門(mén)廠(chǎng)生產(chǎn)A49H-P54100VDg20脈沖式安全閥,此安全閥一般與A42H-P54100VDg125型彈簧式主安全匹配使用,將它與蘇產(chǎn)Dg150×90×250型老式主安全閥配套使用,此種主安全閥與A29H-P54100VDg125型彈簧式主安全閥本比公稱(chēng)通徑要大氣密性較差,5號爐飽和安全閥定砣完畢,進(jìn)行跑砣試驗時(shí)造成主安全閥拒動(dòng)。后來(lái)我們將沖量安全閥解體,將其導向套與閥芯配合部分間隙擴大,以增加其通流面積,再次跑砣試驗一次成功。說(shuō)沖量安全閥與主安全閥匹配不當,公稱(chēng)通徑較小也會(huì )引起主安全閥拒動(dòng)。?
4、沖量安全閥回座后主安全閥延遲回座時(shí)間過(guò)長(cháng)
發(fā)生這種故障主要原因有以下兩個(gè)方面:
是,主安全閥活塞室漏汽量大小,沖量安全閥回座了,但存管路中與活塞室中蒸汽壓力仍很高,推動(dòng)活塞向下力仍很大,造成主安全閥回座遲緩,這種故障多發(fā)生于A(yíng)42Y-P5413.7VDg100型安全閥上,這種型式安全閥活塞室汽封性良好。消除這種故障方法主要開(kāi)大節流閥開(kāi)度和加大節流孔徑加以解決,節流閥開(kāi)度開(kāi)大與節流孔徑增加都使留脈沖管內蒸汽迅速排放掉,降低了活塞內壓力,使其作用活塞上向下運動(dòng)推力迅速減小,閥芯集汽聯(lián)箱內蒸汽介質(zhì)向上推力和主安全閥自身彈簧向上拉力作用下迅速回座。
另原因就是主安全閥運動(dòng)部件與固定部件之間磨擦力過(guò)大也會(huì )造成主脈沖閥回座遲緩,解決這種問(wèn)題方法就是將主安全閥運動(dòng)部件與固定部件配合間隙控制臺標準范圍內。?
5、安全閥回座壓力低
安全閥回座壓力低對鍋爐經(jīng)濟運行有很大危害,回座壓力過(guò)低將造成大量介質(zhì)超時(shí)排放,造成不必要能量損失。這種故障多發(fā)生200MW機組所使用A49H型彈簧脈沖安全閥上,分析其原因主由以下幾個(gè)因素造成:
一是電磁脈沖閥上蒸汽排泄量大,這種形式?jīng)_量安全閥開(kāi)啟后,介質(zhì)不斷排出,推動(dòng)主安全閥動(dòng)作。
是沖量安全閥前壓力因主安全閥介質(zhì)排出量不夠而繼續升高,脈沖管內蒸汽沿汽包或集氣聯(lián)箱繼續流向沖量安全閥維持沖量安全閥動(dòng)作。
另此種型式?jīng)_量安全閥介質(zhì)流通是經(jīng)由閥芯與導向套之間間隙流向主安全閥活塞室,介質(zhì)沖出沖量安全閥密封面,其周?chē)纬蓜?dòng)能壓力區,將閥芯抬高,達到?jīng)_量安全閥繼續排放,蒸汽排放量越大,閥芯部位動(dòng)能壓力區壓強越大,作用閥芯上向上推力就越大,沖量安全閥就越不容易回座,此時(shí)消除這種故障方法就是將節流閥關(guān)小,使流出沖量安全閥介質(zhì)流量減少,降低動(dòng)能壓力區內壓力,使沖量安全閥回座。
造成回座壓力低第二因素是:閥芯與導向套配合間隙不適當,配合間隙偏小,沖量安全閥啟座后,此部位瞬間節流形成較高動(dòng)能壓力區,將閥芯抬高,延遲回座時(shí)間,當容器內降到較低時(shí),動(dòng)能壓力區壓力減小,沖量閥回座。
消除這種故障方法是認真檢查閥芯及導向套各部分尺寸,配合間隙過(guò)小時(shí),減小閥瓣密封面直往式閥瓣阻汽帽直徑或增加閥瓣與導向套之間徑向間隙,來(lái)增加該部位通流面積,使蒸汽流經(jīng)時(shí)不至于過(guò)分節流,而使局部壓力升高形成很高動(dòng)能壓力區。
造成回座壓力低另一個(gè)原因就是各運動(dòng)零件磨擦力大,有些部位有卡澀,解決方法就是認真檢查各運動(dòng)部件,嚴格按檢修標準對各部件進(jìn)行檢修,將各部件配合間隙調整至標準范圍內,消除卡澀可能性。?
6、安全閥頻跳
頻跳指是安全閥回座后,待壓力稍一升高,安全閥又將開(kāi)啟,反復幾次出現,這種現象稱(chēng)為安全閥"頻跳"。安全閥機械特性要求安全閥整動(dòng)作過(guò)程中達到規定開(kāi)啟高度時(shí),不允許出現卡阻、震顫和頻跳現象。發(fā)生頻跳現象對安全閥密封極為不利,極易造成密封面泄漏。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(shí),容器內過(guò)剩介質(zhì)排放量較少,安全閥已經(jīng)回座了,當運行人員調整不當,容器內壓力又會(huì )很快升起來(lái),又造成安全閥動(dòng)作,像這種情況可開(kāi)大節流閥開(kāi)度方法予以消除。節流閥開(kāi)大后,通往主安全閥活塞室內汽源減少,推動(dòng)活塞向下運動(dòng)力較小,主安全閥動(dòng)作機率較小,避免了主安全閥連續啟動(dòng)。?
7、安全閥顫振
安全閥排放過(guò)程中出現抖動(dòng)現象,稱(chēng)其為安全閥顫振,顫振現象發(fā)生極易造成金屬疲勞,使安全閥機械性能下降,造成嚴重設備隱患,發(fā)生顫振原因主要有以下幾個(gè)方面:
是閥門(mén)使用不當,選用閥門(mén)排放能力太大(相必須排放量而言),消除方法是應當使選用閥門(mén)額定排量盡可能接近設備必需排放量。
另是進(jìn)口管道口徑太小,小于閥門(mén)進(jìn)口通徑,或進(jìn)口管阻力太大,消除方法是閥門(mén)安裝時(shí),使進(jìn)口管內徑不小于閥門(mén)進(jìn)口通徑減少進(jìn)口管道阻力。排放管道阻力過(guò)大,造成排放時(shí)過(guò)大北壓也是造成閥門(mén)顫振一個(gè)因素,可以降低排放管道阻力加以解決。
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