氣動(dòng)電站截止閥常見問題解決 上海申弘閥門有限公司 之前介紹化工裝置調(diào)節(jié)閥故障維護(hù)，現(xiàn)在介紹氣動(dòng)電站截止閥常見問題解決氣動(dòng)截止閥的性能和特點(diǎn)，介紹了氣缸的選型計(jì)算方法及產(chǎn)品試驗(yàn)要求。用于火電廠高加疏水、再熱器疏水和過熱器疏水等系統(tǒng)疏放水的關(guān)閉與排放閥門密封要求高，須快開快閉，并具有故障保護(hù)功能、自動(dòng)控制功能和較高的可靠性。因此氣動(dòng)控制截止閥(電廠俗稱疏水閥，疏水門)成為這類系統(tǒng)的產(chǎn)品。氣動(dòng)控制截止閥密封比壓持久穩(wěn)定，調(diào)試簡(jiǎn)單，維護(hù)要求低，故障低，可靠性高，失氣失電自動(dòng)保護(hù)，快速啟閉，價(jià)格相對(duì)低廉，節(jié)能環(huán)保，因而適用于火電廠疏放水工況。氣動(dòng)截止閥門，廣泛用于火電廠、核電廠的重要系統(tǒng)中，是保證電站的安全生產(chǎn)的重大關(guān)鍵設(shè)備。在實(shí)際運(yùn)行中，因其手動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置、盤根失效、操作不當(dāng)、進(jìn)氣流量不足等原因出現(xiàn)了較多故障，威脅著電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
氣動(dòng)電站截止閥常見問題解決本文以上海申弘閥門生產(chǎn)的氣動(dòng)截止閥為例，對(duì)電站用典型氣動(dòng)截止閥的工作原理進(jìn)行了分析，對(duì)中性點(diǎn)的設(shè)置進(jìn)行了詳細(xì)闡述，對(duì)電站中使用的SEREG氣動(dòng)截止閥和類似的氣動(dòng)截門的運(yùn)行及故障處理提供了依據(jù)。
1 氣動(dòng)截止閥門工作原理介紹
氣動(dòng)截止閥門工作原理：使用壓縮空氣作為動(dòng)力源的閥門大部分采用遠(yuǎn)程控制，由主控室手動(dòng)或自動(dòng)觸發(fā)動(dòng)作指令，使進(jìn)、排氣電磁閥動(dòng)作，向執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)供、排壓縮空氣。壓縮空氣作用在活塞或隔膜上，克服閥門動(dòng)作的摩擦力和閥桿上的彈簧彈力，從而壓下(對(duì)于失氣開閥門)或提起(對(duì)于失氣關(guān)閥門)閥桿，帶動(dòng)閥芯上下動(dòng)作，使閥門打開或關(guān)閉。
上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有：截止閥,電動(dòng)截止閥,氣動(dòng)截止閥,電動(dòng)蝶閥,氣動(dòng)蝶閥在閥門失氣，驅(qū)動(dòng)頭內(nèi)無壓縮空氣時(shí)，閥門會(huì)按照系統(tǒng)的要求處于全開或全關(guān)的安全位置。電廠用儀用壓縮空氣，供氣壓力一般為4～9bar，在進(jìn)入到閥門之前，首先通過過濾器將壓縮空氣過濾、凈化，然后通過減壓閥減壓，入口壓力表的讀數(shù)不超過4bar。壓力調(diào)整是能通過調(diào)節(jié)安裝在減壓閥頂部的調(diào)節(jié)螺釘來實(shí)現(xiàn)的，調(diào)節(jié)前要先擰松保護(hù)蓋。 
zui為常見和應(yīng)用zui廣泛的氣動(dòng)截止閥門四種類型是：手輪的失氣關(guān)閉閥門、手輪的失氣開啟閥門、無手輪的失氣關(guān)閉閥門、無手輪的失氣開啟閥門。
2 氣動(dòng)截止閥門結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介
氣動(dòng)截止閥門廣泛用于常規(guī)電廠及核電站的重要系統(tǒng)中，在大亞灣核電站、嶺核電站的每個(gè)機(jī)組各裝備有氣動(dòng)截止閥。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)用氣動(dòng)閥，為了防止氣源失去時(shí)，自動(dòng)不可操作，都設(shè)有手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)。在正常運(yùn)行時(shí)，手動(dòng)機(jī)構(gòu)被鎖定在不影響閥門正常動(dòng)作的安全位置(習(xí)慣稱之為‘中性點(diǎn)’)，以便在主控室或操作室遠(yuǎn)程控制。在緊急情況下，即氣動(dòng)回路故障，氣源失去或其它原因引起的氣動(dòng)伺服機(jī)動(dòng)作而帶來的遠(yuǎn)程操作失效，可由操作人員使用手動(dòng)機(jī)構(gòu)將閥門從安全位置反向打開或關(guān)閉，達(dá)到控制閥門開關(guān)的目的，也可以根據(jù)系統(tǒng)需要將閥門固定在所需的開關(guān)位置。
氣動(dòng)截止閥的主要部件有：手輪、蝶簧、隔膜、隔膜腔、閥芯、閥體等。其具體結(jié)構(gòu)，見圖1。
氣動(dòng)截止閥
圖1 氣動(dòng)截止閥結(jié)構(gòu)示意圖
3 氣動(dòng)截止閥門中性點(diǎn)設(shè)置
所謂氣動(dòng)截止閥的中性點(diǎn)是指當(dāng)閥門正常運(yùn)行時(shí)，手動(dòng)裝置固定在某一不影響氣動(dòng)操作的位置，這一位置區(qū)間稱為中性點(diǎn)，中性點(diǎn)不是一個(gè)點(diǎn)，而是一段小區(qū)域。
在國(guó)內(nèi)許多電站，因氣動(dòng)截止閥的手動(dòng)機(jī)構(gòu)的位置設(shè)置，而引起閥門關(guān)度(開度)不夠造成內(nèi)漏(行程短)的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。大亞灣核電站投運(yùn)以來，核島氣動(dòng)截止閥門曾發(fā)生過多起因密封不嚴(yán)造成的內(nèi)漏。如：1999年6月27日大亞灣D1REN121VP關(guān)閉不嚴(yán);1999年7月26日大亞灣D1REN121VP關(guān)閉不嚴(yán);2000年9月8日大亞灣D2REN124VP關(guān)閉不嚴(yán);2000年10月13日大亞灣D2REN121VP關(guān)閉不嚴(yán)等。
為保證機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，DNMC維修人員被迫在機(jī)組功率運(yùn)行期間進(jìn)入安全殼現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行搶修，造成了維修人員的受照劑量增加，同時(shí)也影響了機(jī)組的安全運(yùn)行水平。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)的檢查、維修情況可以看出，這些閥門內(nèi)漏故障的造成原因都是由于閥門手動(dòng)機(jī)構(gòu)裝置的位置設(shè)置的不正確，阻礙了閥門閥芯的正常關(guān)閉，造成了閥門關(guān)閉不嚴(yán)，引起內(nèi)漏。
氣動(dòng)截止閥為全開全關(guān)閥，通常都配有手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，按失氣后的安全位置可分為失氣關(guān)和失氣開兩種，按手動(dòng)機(jī)構(gòu)的配置方式不同，又分為直接式和間接式兩種。在閥門自動(dòng)遠(yuǎn)程控制投用，正常運(yùn)行時(shí)手動(dòng)機(jī)構(gòu)被設(shè)置在中性點(diǎn)位置，以保證氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)順利動(dòng)作。在氣源失去、氣動(dòng)機(jī)構(gòu)氣缸或隔膜漏氣等氣動(dòng)機(jī)構(gòu)不可用的緊急情況下，可利用手動(dòng)機(jī)構(gòu)開關(guān)閥門，或根據(jù)系統(tǒng)需要將閥門固定在某一要求位置，達(dá)到閥門的設(shè)計(jì)功能，滿足實(shí)際系統(tǒng)需求。
在核電站現(xiàn)場(chǎng)的直接式氣動(dòng)閥上都用金屬鏈栓著一個(gè)金屬勺尺，稱為中性點(diǎn)勺尺，這是DNMC維修人員維修后，調(diào)整定好中性點(diǎn)，以手輪的下平面到氣動(dòng)頭鎖緊器上平面的距離加工而成的。這個(gè)勺尺供運(yùn)行人員及其他部門的現(xiàn)場(chǎng)操作人員等不熟悉閥門結(jié)構(gòu)的人員，手動(dòng)操作閥門以后恢復(fù)手動(dòng)裝置設(shè)置使用的即可。
在火電廠，氣動(dòng)閥門一般用在減溫水等重要系統(tǒng)中，在核電站氣動(dòng)截止閥還有一部分被用作安全殼隔離等重要系統(tǒng)中，其功能和可靠性的完備，將直接影響到電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行，甚至是核安全。如果手動(dòng)機(jī)構(gòu)在操縱桿中設(shè)定得不正確，當(dāng)閥門進(jìn)行氣動(dòng)操作時(shí)，手動(dòng)機(jī)構(gòu)會(huì)干擾氣動(dòng)操作，使之不能關(guān)嚴(yán)而引起內(nèi)漏，或者不能全開而造成流量不足，喪失閥門應(yīng)有的功能。因此正確設(shè)置每個(gè)閥門的手輪機(jī)構(gòu)位置，保證遠(yuǎn)程操作控制，是所有進(jìn)行此類閥門操作人員的必修課。特別是在核電廠中，該類閥門在核安全系統(tǒng)中被普遍使用，掌屋該類閥門的基本知識(shí)是提高電站安全運(yùn)行水平，保證核安全的重要保證。
同時(shí)，由于設(shè)備維修、磨損、安裝誤差等原因會(huì)造成閥門的中性點(diǎn)會(huì)在小范圍內(nèi)不斷變化，因此氣動(dòng)截止閥的中性點(diǎn)勺尺尺寸不是一成不變的，在閥門的維修或檢查后要重新定做新的勺尺，以保證閥門的開關(guān)正確性。在設(shè)備使用壽期內(nèi)，造成閥門中性點(diǎn)變化的因素很多，如：更換氣動(dòng)頭隔膜、更換蝶簧、閥桿的拆裝與檢修等造成軸向部件發(fā)生了位置變動(dòng);閥芯或閥座密封面研磨和更換，使軸向部件發(fā)生了位置變動(dòng);氣動(dòng)頭支撐柱螺栓的更換、松緊度改變等原因造成軸系部件位置變動(dòng);維修后的氣動(dòng)頭密封性試驗(yàn)，因?yàn)楦邏阂痖y桿變化，軸系固定件松動(dòng)，造成軸向部件位置變動(dòng);閥芯與閥座密封面在不斷開關(guān)中沖撞引起的自然損耗;現(xiàn)場(chǎng)操作人員手動(dòng)操作中不注意，造成的中性點(diǎn)勺尺的混用、丟失等原因。
中性點(diǎn)設(shè)置計(jì)算：現(xiàn)在以失氣關(guān)、直接式手輪氣動(dòng)截止閥為例，介紹中性點(diǎn)設(shè)置原理及過程。此類氣動(dòng)截止閥手輪與閥桿是在一條直線上，如圖2所示。此類閥門的中性點(diǎn)設(shè)置計(jì)算方法如下(參見圖2)：
失氣關(guān)、直接式手輪氣動(dòng)截止閥
圖2 失氣關(guān)、直接式手輪氣動(dòng)截止閥示意圖
H：閥門關(guān)閉，手動(dòng)機(jī)構(gòu)在氣動(dòng)頭操縱桿導(dǎo)套中至下止位時(shí)，測(cè)量鎖緊器到手輪軸下表面的距離;H1：手動(dòng)機(jī)構(gòu)在氣動(dòng)頭操縱桿導(dǎo)套中至上止位時(shí)，能測(cè)量鎖緊器到手輪軸下表面的距離;H2：閥門全開位(閥瓣/閥體的背密封接觸)時(shí)，能測(cè)量鎖緊器到手輪軸下表面的距離。
那么，手動(dòng)桿在氣動(dòng)頭操縱桿導(dǎo)套中有效移動(dòng)距離為：
(1)
手動(dòng)機(jī)構(gòu)在氣動(dòng)頭操縱桿導(dǎo)套中可設(shè)中性點(diǎn)為L(zhǎng)，閥門的行程為C。則中性點(diǎn)設(shè)置應(yīng)為：
(2)
考慮到運(yùn)行壓力對(duì)軸系部件的影響和中性點(diǎn)設(shè)定者測(cè)量誤差因素，故閥門手動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)置位置應(yīng)為中間位置：J1=J2=(H1-(H+C))/2，一般應(yīng)大于2mm。
所以在制定‘中性點(diǎn)’勺尺時(shí)，一般為*限值的1/2為準(zhǔn)。中性點(diǎn)勺尺長(zhǎng)度為：
(3)
有些閥門以關(guān)閉嚴(yán)密為主要功能或有些閥門對(duì)全流量有嚴(yán)格要求時(shí)，對(duì)勺尺長(zhǎng)度上要有一定的考慮，保證實(shí)現(xiàn)閥門的主要功能。檢查中性點(diǎn)調(diào)整得是否正確，是用氣動(dòng)控制將閥門全開、關(guān)一次，然后在上下點(diǎn)位松開鎖緊器，用手輪可以輕松搖動(dòng)1/2圈，就可認(rèn)為是正確性的。如果有一個(gè)位置受力，就說明中性點(diǎn)設(shè)置有問題，需重新調(diào)整位置設(shè)置。需要指出的是，由于加工、安裝、調(diào)試等因素影響，每個(gè)閥門的勺子都是*的，不能多個(gè)閥門混用。而且只要軸系部件相對(duì)位置發(fā)生變化(解體檢修/打壓試驗(yàn)/調(diào)整閥桿長(zhǎng)度)，需要重新標(biāo)定勺子或重新加工，不可再用。
4 其它常見故障類型
對(duì)于SEREG氣動(dòng)截止閥門有預(yù)防性維修和糾正性維修兩種，其中，糾正性維修是針對(duì)正常運(yùn)行期間發(fā)生的一些故障進(jìn)行處理，在正常的運(yùn)行中，氣動(dòng)截止閥常見的主要故障及處理措施主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
①閥體/閥蓋間泄露：原因—可能是密封墊損壞、閥蓋螺母力矩不夠、密封焊層損壞。處理措施—可以更換密封墊，檢查力矩，重新密封焊。
②填料泄露：原因—可能是填料壓蓋螺母力矩不夠、填料本身損壞。處理措施—應(yīng)按照規(guī)定的力矩檢查并重新擰緊，更換新填料。
③內(nèi)部密封失效(內(nèi)漏)：原因——可能是填料太緊、密封面損壞、碟形彈簧破裂或調(diào)整錯(cuò)誤。處理措施——可以進(jìn)行檢查力矩，更換碟形彈簧或重新調(diào)整碟簧。
④不能關(guān)閉或關(guān)閉不*或太慢：原因—可能是手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的位置不對(duì)、填料太緊、閥桿被卡住、碟簧短裂。處理措施——可以對(duì)手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)檢查并做FRATOL試驗(yàn)，檢查填料力矩，更換閥桿組件、碟形彈簧。
⑤不能開啟或開啟不*：原因——可能是備用手動(dòng)機(jī)構(gòu)處于不正確的位置、空氣壓力太低、填料太緊、閥桿被卡住、電磁閥或電路故障。處理措施—可以對(duì)手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)檢查并做FRATOL試驗(yàn)，檢查并重新調(diào)整空氣壓力、檢查填料力矩，更換閥桿組件、檢查電路或電磁閥。
⑥從執(zhí)行機(jī)構(gòu)側(cè)孔漏氣：原因—可能是隔膜破裂、軸密封損壞。處理措施—需要更換隔膜和軸密封組件。
⑦氣動(dòng)軸出口漏氣：原因—可能是導(dǎo)向密封環(huán)破裂。處理措施——應(yīng)更換密封環(huán)。
⑧無運(yùn)行信號(hào)：原因——可能是電路故障或限位開關(guān)故障。處理措施——應(yīng)該檢查電路和限位開關(guān)。
⑨不能操作：原因—儀表、電氣、機(jī)械等綜合因素。處理措施——應(yīng)對(duì)閥門進(jìn)行全面的檢查。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有：加長(zhǎng)桿蝶閥安裝注意事項(xiàng)
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