高壓調(diào)節(jié)閥的振動(dòng)治理及改造

仇友澤

前言

調(diào)節(jié)閥的功能是保證密封性和閥門(mén)的開(kāi)啟功能，在機(jī)組運(yùn)行的過(guò)程中，調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)問(wèn)題會(huì)存在安全隱患，因此針對(duì)高壓調(diào)節(jié)閥的震動(dòng)治理始終是一些工作者研究的焦點(diǎn)。此外高壓調(diào)節(jié)閥底座下沉?xí)?dǎo)致機(jī)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)，影響具體工作。閥桿之間連接方式的改造可以防止高壓調(diào)門(mén)閥桿和連接桿的圓柱銷經(jīng)常脫落，通過(guò)一些結(jié)構(gòu)的改造可以使機(jī)組更好的、安全的工作。隨著工業(yè)化的進(jìn)行，高壓調(diào)節(jié)閥的震動(dòng)處理與改造一直受到專業(yè)人員的關(guān)注。

1.600MW機(jī)組高壓調(diào)節(jié)閥震動(dòng)原因分析

1.1關(guān)于600MW機(jī)組高壓調(diào)節(jié)閥存在的主要問(wèn)題

在正常運(yùn)行中高壓調(diào)節(jié)閥閥瓣受汽流沖擊沿閥桿軸向高頻振動(dòng)的問(wèn)題一直存在，由于振動(dòng)的影響，嚴(yán)重威脅機(jī)組的系統(tǒng)安全。一方面，由于調(diào)節(jié)閥的震動(dòng)對(duì)閥內(nèi)件有所影響而導(dǎo)致設(shè)備配合部分磨損度加劇，使零件壽命大大縮短，頻繁更換調(diào)節(jié)閥內(nèi)件增加了機(jī)組的成本。另一方面，振動(dòng)造成閥瓣軸與沖擊閥桿配合間隙不斷增大直接影響設(shè)備安全穩(wěn)定性。

1.2對(duì)600MW機(jī)組高壓調(diào)節(jié)閥震動(dòng)的原因分析

為了保證機(jī)組正常的運(yùn)轉(zhuǎn)工作，機(jī)組高壓調(diào)節(jié)閥在閥桿與閥瓣和閥桿導(dǎo)向套之間必須有徑向間隙，在機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)如果這些間隙過(guò)大，就會(huì)使閥瓣與閥桿導(dǎo)向套的結(jié)合體在氣流的作用下相對(duì)閥桿產(chǎn)生徑向的自由運(yùn)動(dòng)，閥芯也會(huì)有相應(yīng)的自由運(yùn)動(dòng)，從而導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥振動(dòng)。此外高調(diào)閥閥瓣受到通過(guò)主汽門(mén)后進(jìn)入蒸汽室的主汽氣流沖擊就會(huì)產(chǎn)生高頻振動(dòng)，當(dāng)高壓蒸汽流過(guò)閥膛時(shí)受閥瓣在汽室流道中的影響會(huì)導(dǎo)致閥瓣撞擊閥桿，使兩者間隙不斷增大，產(chǎn)生異音。調(diào)節(jié)閥閥桿導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)也會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)，閥瓣與閥桿導(dǎo)向套之間形成的徑向間隙會(huì)造成蒸汽渦流擾動(dòng)，使閥桿振動(dòng)，如果振動(dòng)幅度過(guò)大會(huì)使閥桿漏氣量增大，閥門(mén)全開(kāi)時(shí)還會(huì)使閥桿導(dǎo)向套與閥瓣造成碰擊摩擦，甚至損壞。

2.600MW機(jī)組調(diào)節(jié)閥震動(dòng)的治理方法

2.1對(duì)閥內(nèi)件進(jìn)行改進(jìn)

由于閥內(nèi)件振動(dòng)的主要原因就是其分體結(jié)構(gòu)，所以改變以前容易振動(dòng)的結(jié)構(gòu)，將新閥瓣、閥桿、閥桿導(dǎo)向套設(shè)計(jì)為一體，新閥瓣需要根據(jù)機(jī)組運(yùn)行的需要進(jìn)行外形調(diào)整。這樣既解決了高壓調(diào)節(jié)閥的振動(dòng)問(wèn)題，又可以節(jié)約成本，重要的是可以使機(jī)組安全運(yùn)轉(zhuǎn)，正常工作。

2.2閥膛內(nèi)結(jié)構(gòu)的改造

將一臺(tái)高壓主汽閥的閥內(nèi)件和兩臺(tái)高壓調(diào)節(jié)閥的閥內(nèi)件安裝在同一個(gè)閥膛內(nèi)，并且按照立式布置。在正常工作時(shí)主蒸汽由主汽閥經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)閥進(jìn)入高壓缸開(kāi)始運(yùn)動(dòng)做功。理論上在高壓聯(lián)合汽門(mén)的閥膛上部閥座旁邊與主汽門(mén)下部調(diào)速汽門(mén)之間的出口通道上各自設(shè)計(jì)一塊筋板，筋板要與閥膛整體澆筑，在運(yùn)行時(shí)可以引導(dǎo)氣流，但是實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)卻有一定的困難。由于工作空間的內(nèi)部都是高溫高壓的蒸汽，在閥膛內(nèi)焊接導(dǎo)流板要求焊接工藝十分嚴(yán)格，此外，對(duì)于理論和技術(shù)都有更加深層次的要求，所以這個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)施起來(lái)很困難。導(dǎo)流板的材料質(zhì)量如果選擇不當(dāng)會(huì)引起很大的安全隱患，如果在運(yùn)行中導(dǎo)流板碎裂，會(huì)帶來(lái)不可挽回的惡果。

2.3閥瓣遮流槽的改進(jìn)

針對(duì)遮流槽導(dǎo)致振動(dòng)而造成的影響，考慮在改造時(shí)將遮流槽車削掉。這種辦法簡(jiǎn)單、操作性強(qiáng)，與上述導(dǎo)流板的方法相比技術(shù)與理論的要求都不是很高，并且在實(shí)際工作中已經(jīng)實(shí)施了這套方案，效果很好。同時(shí)這項(xiàng)改造方案也獲得了美國(guó)西屋電氣公司的技術(shù)支持。

3.幾點(diǎn)高壓調(diào)節(jié)閥故障處理與改進(jìn)方法

3.1高壓調(diào)節(jié)閥座下沉的應(yīng)對(duì)辦法

在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)閥蝶在閥桿的帶動(dòng)下，上導(dǎo)向鍵在導(dǎo)向槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)具有限位作用，當(dāng)調(diào)節(jié)閥的閥座下降時(shí)閥形成就會(huì)增大，這就會(huì)導(dǎo)致上導(dǎo)向鍵脫離閥套上導(dǎo)向槽，頂在閥套邊緣。這樣的情況會(huì)使閥蝶在預(yù)啟閥開(kāi)啟后無(wú)法繼續(xù)開(kāi)啟，造成機(jī)器停止運(yùn)動(dòng)。針對(duì)調(diào)節(jié)閥閥座下沉的現(xiàn)象，必須要采取措施徹底解決，以免影響機(jī)組正常工作。首先應(yīng)該做好準(zhǔn)備工作，對(duì)調(diào)節(jié)閥座毛坯進(jìn)行粗加工，在根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行細(xì)加工，還有自己制作拔取調(diào)節(jié)閥的工具。在取閥座時(shí)如果很容易就去下來(lái)了，說(shuō)明閥座與閥殼之間緊度不夠。一般閥座下沉都需要加大閥座凸肩尺寸，以增大相互作用面積；加大銷訂的直徑，從而增大連接強(qiáng)度；還要加大閥座與閥殼的配合緊力。在進(jìn)行工作的時(shí)候必須保證閥殼內(nèi)部的加工精度；此外需要制作專業(yè)的測(cè)量工具對(duì)閥殼內(nèi)壁尺寸進(jìn)行測(cè)量；閥座在裝入前需要先放入干冰或者液氮中冷卻，還要加熱閥殼，閥座內(nèi)徑小于閥殼內(nèi)徑才可以裝入，切記安裝迅速、位置準(zhǔn)確。由于高壓調(diào)節(jié)閥閥座的本身特殊的位置，以及所發(fā)揮的作用，所以在對(duì)底座下沉進(jìn)行處理時(shí)必須嚴(yán)格按照專業(yè)要求進(jìn)行，以免在改進(jìn)之后問(wèn)題未能得到解決，徒勞無(wú)功。

3.2關(guān)于600MW機(jī)組閥桿連接方式的改造

在機(jī)組正常運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，高溫高壓蒸汽持續(xù)通過(guò)高壓調(diào)門(mén)閥碟，引起高壓調(diào)門(mén)閥碟、閥桿之間有力矩的產(chǎn)生，從而對(duì)旋子銷子產(chǎn)生剪切，加上調(diào)節(jié)門(mén)支座振動(dòng)的原因，使圓柱銷受到嚴(yán)重影響，直到斷裂損壞，高壓調(diào)門(mén)閥桿脫落，威脅機(jī)組安全，如果修理不當(dāng)就會(huì)留下極大的安全隱患。在機(jī)組運(yùn)行一段時(shí)間后圓柱銷都會(huì)產(chǎn)生一定程度的磨損，為了避免高壓調(diào)門(mén)門(mén)桿脫落，機(jī)組檢查人員必須定期對(duì)機(jī)器進(jìn)行全面檢查，避免危險(xiǎn)發(fā)生。對(duì)于閥桿脫落現(xiàn)象，想要徹底到達(dá)解決，需要對(duì)高壓調(diào)門(mén)與閥桿的連接方式進(jìn)行徹底改造，需要將高壓調(diào)門(mén)的連接桿與閥桿連接處用扇形加工件焊接，之后要求檢查人員定期進(jìn)行著色檢查與裂縫的補(bǔ)焊。還有另一種方式可以更加有效的解決閥桿脫落現(xiàn)象，但是花費(fèi)巨大，就是新型法蘭式連接方式，幾乎可以杜絕閥桿脫落的情況發(fā)生，而且檢修方便。但是耗資較第一種大出很多，目前我國(guó)在這方面仍然沒(méi)有更好的解決辦法，國(guó)家應(yīng)該鼓勵(lì)專業(yè)人員積極進(jìn)行研究，以減少在此方面的花費(fèi)。

結(jié)語(yǔ)

在機(jī)組正常運(yùn)轉(zhuǎn)工作時(shí)高壓調(diào)節(jié)閥的振動(dòng)問(wèn)題會(huì)帶來(lái)很多的安全隱患，隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，有很多人都在進(jìn)行關(guān)于調(diào)節(jié)閥振動(dòng)的控制，振動(dòng)的原因與閥內(nèi)件的分體結(jié)構(gòu)、閥膛內(nèi)部結(jié)構(gòu)、閥瓣遮流槽的結(jié)構(gòu)都有關(guān)系，在控制振動(dòng)的設(shè)計(jì)改造時(shí)，要針對(duì)每一部分導(dǎo)致的原因都進(jìn)行相應(yīng)處理。除此之外，對(duì)于一些其他常見(jiàn)的問(wèn)題，也要進(jìn)行及時(shí)解決，例如：閥桿連接方式、高壓調(diào)節(jié)閥底座下沉，這些都會(huì)帶來(lái)安全隱患。在這些技術(shù)方面的改造，我國(guó)與國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有差距，政府應(yīng)該加強(qiáng)這方面的研究力度，以增強(qiáng)國(guó)內(nèi)在這方面的實(shí)力。

（作者單位：華電能源哈爾濱第三發(fā)電廠）