主給水泵出口止回閥無(wú)法正常工作的原因分析及優(yōu)化

馬國(guó)石

【摘 要】近年來(lái)由于安裝不規(guī)范、設(shè)備老化等原因，止回閥故障的事件時(shí)有發(fā)生，這些事件的發(fā)生可能會(huì)降低機(jī)組出力從而對(duì)電站產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟(jì)損失。本文通過(guò)對(duì)止回閥無(wú)法正常工作的原因進(jìn)行分析、并就如何避免由止回閥故障導(dǎo)致更嚴(yán)重的后果進(jìn)行總結(jié)并給出一定的優(yōu)化建議。

【關(guān)鍵詞】止回閥;原因分析;優(yōu)化方案

中圖分類號(hào)： TQ441.41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 2095-2457（2019）01-0214-003

1 概述

1.1 主給水系統(tǒng)及止回閥簡(jiǎn)介

電廠中有流體輸送功能的系統(tǒng)對(duì)于電站的流體輸送、能量傳遞起到至關(guān)重要的作用，而為了防止流體在系統(tǒng)管道中倒流，止回閥的使用就成為各系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)最普遍的選擇。止回閥在系統(tǒng)管道中的運(yùn)行狀態(tài)對(duì)管道、輸送設(shè)備的安全運(yùn)行有直接的影響。

圖1為國(guó)內(nèi)某電站主給水系統(tǒng)給水泵出口止回閥，主給水系統(tǒng)是電站重要系統(tǒng)，系統(tǒng)負(fù)責(zé)為蒸發(fā)器二次側(cè)提供冷卻水，保證設(shè)計(jì)工況下蒸發(fā)器二次側(cè)所需裝量。在電站正常運(yùn)行期間或停運(yùn)后，主給水系統(tǒng)與蒸發(fā)器，承擔(dān)著將反應(yīng)堆釋放的能量傳遞到汽輪機(jī)/凝汽器的重要任務(wù)。

該出口止回閥安裝在主給水泵出口管線（直徑16英寸）上，其現(xiàn)場(chǎng)布置如圖2所示，不同于普通止回閥的是該閥上設(shè)有氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)幫助閥門快速關(guān)閉，這個(gè)功能在主給水泵故障停運(yùn)時(shí)顯得非常重要，它可以有效防止：停運(yùn)的泵發(fā)生反轉(zhuǎn);蒸汽發(fā)生器給水流量被分流至發(fā)生反轉(zhuǎn)的泵，造成蒸汽發(fā)生器供水壓力不足、液位下降而觸發(fā)反應(yīng)堆關(guān)閉;閥門在接到各自泵停運(yùn)的信號(hào)后，氣缸卸壓，依靠彈簧力加速閥門的關(guān)閉過(guò)程。而主給水泵出口止回閥的故障無(wú)法在線處理，這對(duì)于電站正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)蒸發(fā)器的供水產(chǎn)生很大的影響，甚至有電站停運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)：

2 主給水泵出口止回閥故障無(wú)法關(guān)閉原因分析

2.1 止回閥故障無(wú)法正常工作的幾種可能原因：

止回閥在使用過(guò)程中受管道流體中雜質(zhì)及異物、閥瓣頻繁開(kāi)關(guān)、閥門本身的質(zhì)量缺陷以及安裝技術(shù)不足等因素影響常常引起故障，不能正常使用。

（1）管道流體中的雜質(zhì)及異物

管道中流體的化學(xué)指標(biāo)不合格常常伴隨著腐蝕雜質(zhì)、沉積物等雜質(zhì)的增多，而累積的雜質(zhì)可能會(huì)淤積閥瓣周圍，使閥門無(wú)法全關(guān)或全開(kāi)。因?yàn)橹够亻y的回座壓力不足，雜質(zhì)對(duì)閥門密封的影響比其他類型的閥門更大。

另外在設(shè)備安裝或系統(tǒng)開(kāi)口檢修過(guò)程中，因?yàn)楣ぷ鞑牧稀⒐て骶叩犬愇锕芾砉ぷ鞯牟坏轿?，?huì)在系統(tǒng)中引入異物，這些異物的存在可能夾在閥座與閥瓣之間阻止閥門的全關(guān)導(dǎo)致閥座的滲漏;如果是堅(jiān)硬的異物，可能會(huì)損壞閥座的表面材質(zhì)引起閥門的內(nèi)漏。

（2）閥門閥瓣的頻繁開(kāi)關(guān)

發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)，受電網(wǎng)負(fù)荷及廠用負(fù)荷的影響，機(jī)組出力調(diào)整非常頻繁，而流體介質(zhì)輸送的流量和壓力也隨之波動(dòng)造成不穩(wěn)定脈沖流，閥門閥瓣的頻繁開(kāi)關(guān)可能造成疲勞損傷。止回閥還容易因管道的振動(dòng)而造成損壞，因?yàn)楫?dāng)閥門部分開(kāi)啟時(shí)，止回部件是自由浮動(dòng)的，它靠流動(dòng)液體的平衡移動(dòng)。如果閥體振動(dòng)同時(shí)內(nèi)部的組件試圖保持靜止時(shí)就會(huì)引起沖擊破壞或內(nèi)部磨損。

當(dāng)止回閥安裝過(guò)于靠近輸送設(shè)備，受設(shè)備高速旋轉(zhuǎn)及每一次沖程影響，閥瓣就可能會(huì)跳離閥座而振動(dòng)。當(dāng)流體流量較高，就會(huì)在全開(kāi)的位置上下跳動(dòng)，造成閥座和閥瓣磨損引起泄漏。

（3）閥門本身的質(zhì)量與安裝技術(shù)

閥門本體與閥門密封面材料和加工工藝決定了止回閥的質(zhì)量。

另外，止回閥加工制造的原始誤差和使用不當(dāng)也可能導(dǎo)致泄漏。當(dāng)給水泵止回閥的安裝位置和管道的固定性差時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行中的沖擊相對(duì)來(lái)說(shuō)也會(huì)比較大。另外檢修安裝時(shí)閥芯軸套安裝點(diǎn)的定位、限位器的控制好壞等都影響閥門的可靠性。

3 建議、策略及優(yōu)化方案

對(duì)于主給水泵止回閥的故障問(wèn)題，應(yīng)該從三個(gè)方面來(lái)考慮：一是從日常預(yù)防檢查做起;二是發(fā)生故障時(shí)的應(yīng)對(duì)策略，盡可能的減小故障造成的風(fēng)險(xiǎn)與后果;三是操作程序上的優(yōu)化升版。

3.1 日常預(yù)防

給水泵出口止回閥應(yīng)該利用大小修窗口進(jìn)行解體檢修，清洗閥門部件，檢查驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及更換密封部件等工作。同時(shí)根據(jù)閥門使用的具體實(shí)際狀況優(yōu)化相應(yīng)檢修周期，避免造成止回閥密封部件的嚴(yán)重?fù)p壞導(dǎo)致嚴(yán)重事故。在檢修給水系統(tǒng)管道時(shí)加強(qiáng)防異物管理，做到工完料凈，防止有異物遺留在管道中;大修后檢查止回閥安裝位置是否符合規(guī)范，是否合理;檢查管道的固定支撐件和止回閥氣缸相應(yīng)供氣管線是否安裝到位，有無(wú)破損、松動(dòng)、漏氣以及在運(yùn)行中的振動(dòng)情況。

在運(yùn)行人員日常巡檢時(shí)定期的對(duì)主給水泵止回閥進(jìn)行重點(diǎn)的巡檢，這樣就與維修領(lǐng)域日常檢查形成了專業(yè)上、時(shí)間上的互補(bǔ)。

優(yōu)點(diǎn)：各領(lǐng)域無(wú)縫銜接、克服了各領(lǐng)域的巡檢時(shí)間差，避免了由于人員的技能、經(jīng)驗(yàn)的不足造成的漏檢、錯(cuò)誤判斷。

缺點(diǎn)：增加了維修、巡檢的額外工作量

3.2 止回閥無(wú)法正常工作時(shí)的應(yīng)對(duì)策略：

像主給水泵這樣重要設(shè)備的啟停及重要系統(tǒng)的設(shè)備狀態(tài)改變，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)有專人持續(xù)監(jiān)視，并且主控室操縱員和現(xiàn)場(chǎng)操作員在設(shè)備狀態(tài)改變過(guò)程中應(yīng)保持熱線聯(lián)系，如現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)異常情況可以及時(shí)采取響應(yīng)行動(dòng)，減小事件的后果。

重要系統(tǒng)和設(shè)備的操作，主控和現(xiàn)場(chǎng)人員都應(yīng)盡量做到新老合理搭配，盡量避免兩名新手同時(shí)負(fù)責(zé)一項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)工作，否則可能由于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備熟悉程度、操作技能的不足，導(dǎo)致?tīng)顟B(tài)失控。

3.3 操作規(guī)程的優(yōu)化升版

在主給水系統(tǒng)操作規(guī)程相應(yīng)章節(jié)中增加“確認(rèn)出口止回閥已關(guān)閉”步驟，在大修期間驗(yàn)證止回閥的快速關(guān)閉功能。

3.4 增加工具柜及通訊設(shè)備

在主給水泵房間設(shè)置工具柜，工具柜內(nèi)放置檢漏液、隔熱手套、專用扳手等

檢漏液：便于管線的泄露檢查

隔熱手套：避免一些高溫閥門（如反暖閥）的無(wú)法操作

另外由于給水泵房間噪音較大、普通移動(dòng)式電話通話效果差，為建立有效的通訊通道，可增加配置臨時(shí)通訊組件：包括便攜式通訊交換裝置、防噪通訊耳機(jī)等。

4 總結(jié)

主給水泵出口止回閥不正常的工作往往會(huì)犧牲電站的經(jīng)濟(jì)性，更增加了電站運(yùn)行在異常狀態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)，所以我們對(duì)于出口止回閥產(chǎn)生的任何故障都應(yīng)保持重點(diǎn)、持續(xù)的關(guān)注;對(duì)于涉及出口止回閥的任何操作都應(yīng)給予足夠的重視，清楚相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)及相應(yīng)應(yīng)對(duì)措施。

【參考文獻(xiàn)】

[1]鄒正宇，《CANDU-6 核電廠系統(tǒng)與運(yùn)行 高級(jí)崗位培訓(xùn)教材 常規(guī)島系統(tǒng)（三）》，北京，中國(guó)原子能出版社，2012.

[2]鄒正宇，《CANDU-6 核電廠系統(tǒng)與運(yùn)行 高級(jí)課堂培訓(xùn)教材 常規(guī)島系統(tǒng)（三）》，北京，中國(guó)原子能出版社，2012.

[3]鄒正宇，《CANDU-6 初級(jí)課堂培訓(xùn)教材 98-43230-TMT-FB904》，北京，原子能出版社，2010.