300MW機(jī)組高壓調(diào)節(jié)汽閥閥桿斷裂原因淺析及處理提議

黨小冬

摘要：對高壓調(diào)節(jié)汽閥斷裂原因分析，結(jié)合生產(chǎn)實際進(jìn)行深入剖析，消除高壓調(diào)節(jié)汽閥產(chǎn)生斷裂的問題根源，降低事故發(fā)生風(fēng)險，提高機(jī)組運行安全。

關(guān)鍵詞：高壓調(diào)節(jié)汽閥;斷裂;震動;應(yīng)力

1 ?概述

目前國內(nèi)常規(guī)火電機(jī)組300MW機(jī)組中，調(diào)節(jié)汽閥的連接方式普遍采用銷釘作為防止閥桿旋轉(zhuǎn)松脫的主要措施。

在長期運行中，調(diào)節(jié)汽閥其中閥桿與連接頭在螺紋連接部位發(fā)生松動，螺紋損壞，定位圓柱銷及閥桿斷裂等質(zhì)量問題，特別是在#2、#3調(diào)節(jié)汽閥發(fā)生尤為明顯，已嚴(yán)重影響機(jī)組的正常安全運行經(jīng)研究分析，主要原因閥桿與連接桿在裝配過程中很難達(dá)到閥桿頂端與連接桿螺紋底孔平面接觸達(dá)到≥80%以上的要求，造成在調(diào)門關(guān)閉過程中閥桿與連接桿的連接螺紋受力超過允許范圍，致使閥桿與連接桿螺紋松動、損壞，定位圓柱銷及閥桿斷裂的情況發(fā)生。

斷裂情況如下圖所示：

2、首次改進(jìn)

后經(jīng)過與廠家技術(shù)人員溝通，對調(diào)節(jié)汽閥閥桿連接部位進(jìn)行改進(jìn)，采用連接套包裹內(nèi)置銷釘防旋措施，將閥桿防旋銷釘內(nèi)置在外部連接套內(nèi)，消除了銷釘斷裂及脫落問題。改進(jìn)結(jié)構(gòu)如下圖所示：

3、閥桿斷裂原因分析

改進(jìn)后，閥門運行穩(wěn)定，但在長期運行后，仍偶有發(fā)生閥桿斷裂事故，經(jīng)過分析認(rèn)為，雖然經(jīng)過改進(jìn)，閥門連接結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化合理，也消除了閥桿防旋銷釘脫落風(fēng)險，但在長期運行當(dāng)中，受氣流的橫向沖擊力，閥桿橫向存在交變應(yīng)力，從而產(chǎn)生閥桿橫向震動，以閥桿螺紋連接部位為支點，帶動閥桿頭部銷釘部位與閥桿同步震動，在長期運行后，由于閥桿頭部打有銷釘孔，銷釘孔在一定程度上減弱了閥桿頭部閥桿的剛性，由于機(jī)械加工工藝的需要，在加工閥桿頭部螺紋部位時，頭部必然存在縮頸，導(dǎo)致螺紋部位與閥桿頭部差生一個不同直徑的交匯區(qū)域，在此部位存在應(yīng)力集中，再加上閥桿的長期震動，將會導(dǎo)致此位置產(chǎn)生裂紋，進(jìn)而導(dǎo)致閥桿頭部斷裂，斷裂后閥桿受氣流沖擊，螺紋會慢慢旋出，此時，閥門行程會加長，閥門開度緩慢增加，如不及時發(fā)現(xiàn)，閥桿徹底旋出時，將會產(chǎn)生閥門突然關(guān)閉，機(jī)組甩負(fù)荷，嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)。

4 ?改進(jìn)處理建議

為消除閥桿在氣流作用下的震動，從而影響到閥桿頭部區(qū)域，建議在下連接套與閥桿裝配時，增加閥桿緊固螺釘，用以固定閥桿螺紋部位以下的閥桿，增加強(qiáng)制力消除閥桿震動。從而使震動無法傳到至螺紋以上部位，保證上部結(jié)構(gòu)只受閥門開啟拉力及關(guān)閉壓力，抑制震動傳遞，來確保閥桿長期安全運行。

5 ?結(jié)論

通過對高壓調(diào)節(jié)汽閥實際運行狀態(tài)，從斷裂的位置及斷裂后產(chǎn)生的問題，進(jìn)行綜合分析，探討斷裂的原因及處理意見，對今后設(shè)備結(jié)構(gòu)改進(jìn)及機(jī)組長期安全穩(wěn)定運行有很大的幫助，高壓調(diào)節(jié)汽閥因長期受氣流沖擊，加之閥門開度的變化，受力比較復(fù)雜，各電廠閥桿斷裂事件時有發(fā)生，進(jìn)行閥桿結(jié)構(gòu)改進(jìn)，徹底消除閥桿、閥桿銷子等易發(fā)生問題的部位，從而保持機(jī)組安全運行，對此類型高壓調(diào)節(jié)汽閥都有很好的參考意義。