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(guān)閉狀態(tài)及閥桿損傷，造成閥門內(nèi)、外漏缺陷，已嚴(yán)重影響機組的安全經(jīng)濟運行。作者通過對閥門結(jié)構(gòu)的解體研究，提出了數(shù)項改進方案，較好的解決了該問題。

關(guān)鍵詞：定排閥門；鍵槽；力矩；

1 設(shè)備概述

某300MW亞臨界供熱機組，鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量為1025t/h，燃燒器采用四角布置，單爐膛平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、半露天布置、全鋼構(gòu)架的∏型汽包爐。鍋爐水冷壁下聯(lián)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(zhí)行機構(gòu)（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(jié)構(gòu)設(shè)計不合理及執(zhí)行機構(gòu)選型不當(dāng)，運行中閥門處于非正常關(guān)閉狀態(tài)及閥桿損傷，機組運行半年內(nèi)超過2/3的閥門出現(xiàn)內(nèi)外漏，不僅可能造成機組停運事故的發(fā)生，還對人身生命安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

2 原因分析

2.1閥桿導(dǎo)向鍵槽設(shè)計不合理。

定排電動截止閥導(dǎo)向鍵安裝在閥桿上，閥門開關(guān)時靠閥桿導(dǎo)向鍵在壓蘭內(nèi)側(cè)貫通導(dǎo)向鍵槽內(nèi)移動，壓蘭鍵槽限制閥桿只能上下位移，而不能旋轉(zhuǎn)位移。

解體檢修發(fā)現(xiàn)該型號閥門導(dǎo)向鍵切入閥桿石墨密封填料內(nèi)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(tài)。由于該部位設(shè)計不合理，導(dǎo)致閥門即將接近關(guān)閉嚴(yán)密時，導(dǎo)向鍵切入密封填料內(nèi)，因密封填料對閥桿導(dǎo)向鍵有向上方的反作用力，致使電動執(zhí)行機構(gòu)需要更大力矩方能使瓦蘭與底口有效密封。

2.2壓蘭導(dǎo)向鍵槽存在加工缺陷

通過解體檢查，發(fā)現(xiàn)部分閥門壓蘭內(nèi)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(nèi)（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(cè)間隙調(diào)整不當(dāng)，致使壓蘭單側(cè)緊力過大，造成壓蘭與閥桿硬性接觸，在開關(guān)過程中壓蘭與閥桿直接接觸性全行程劃傷。在閥門開關(guān)過程中，通過執(zhí)行機作用在梯形螺紋旋轉(zhuǎn)力帶動閥桿在鍵槽限制下做上下運動，閥桿一側(cè)與導(dǎo)向鍵槽棱角直接接觸，因?qū)蜴I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(zhí)行機構(gòu)選型不當(dāng)

定排電動截止閥廠家提供裝配減速箱的執(zhí)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(zhí)行機配型力矩173N·m，最終電動執(zhí)行機構(gòu)配型減速箱型號10AB4/IB4（6：1），“6：1”即減速箱對電動執(zhí)行機構(gòu)的放大比例。最終定排電動截止閥電動執(zhí)行機構(gòu)選型力矩：34N？m，定排電動截止閥配型機械式羅托克電動執(zhí)行機（rotork），型號：10A-10F-B，力矩34N·m，即機械式羅托克執(zhí)行機構(gòu)實際輸出力矩為34N·m×6=204N·m。

2、被選用的電動裝置轉(zhuǎn)矩值應(yīng)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(zhí)行機力矩應(yīng)選擇450N·m，2"（50.8mm）截止閥執(zhí)行機力矩應(yīng)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(zhí)行機構(gòu)選型與《閥門設(shè)計手冊》推薦力矩相差甚大。

3 解決方案

3.1閥桿鍵槽、導(dǎo)向鍵及壓蘭導(dǎo)向鍵槽改造

3.1.1損壞嚴(yán)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(dǎo)向鍵進行改造，如下圖所示：

3.2更換執(zhí)行機

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

4 總結(jié)

通過上述改造，基本解決定排電動截止閥內(nèi)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(jīng)濟性。endprint