鍋爐HPV閥的故障分析及改造建議
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鍋爐HPV閥的故障分析及改造建議
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鍋爐HPV閥的故障分析及改造建議
張衛(wèi)軍
(國(guó)電寶雞第二發(fā)電有限責(zé)任公司,陜西 寶雞 72 1405)
【摘 要】通過對(duì)電廠鍋爐HPV閥結(jié)構(gòu)與工作原理的介紹,對(duì)其故障進(jìn)行了了深入的分析;并通過對(duì)
ERVli目?jī)?yōu)點(diǎn)和整體效益的介紹,探討了ERV閥實(shí)施的可行性,提出了用ERV類型閥門代替HPVIN的改遺建
議。
【關(guān)鍵詞】鍋爐;HPVI}q;故障分析;改造建議
0引言 表1 HPV閥設(shè)備規(guī)范
、\參數(shù)
銘牌整定值 啟閉壓差 排氣量
按照ASME第一篇的規(guī)定,直接受熱鍋爐過熱器 名耪卜 型號(hào) (MPa) (%) (kg/h)
HPV閥 Hpv--st·-99w 18.16 2 119838
出口應(yīng)設(shè)置壓力泄放閥,其排量應(yīng)不小于鍋爐最大連
續(xù)蒸發(fā)量的10%,它的主要作用是防止鍋爐運(yùn)行波動(dòng)
2 HPV閥的結(jié)構(gòu)和原理
引起彈簧安全閥起跳,對(duì)彈簧安全閥進(jìn)行保護(hù)。目前
國(guó)內(nèi)亞臨界機(jī)組和超臨界機(jī)組均在過熱器出口設(shè)置壓 HPV閥是先導(dǎo)式的電磁泄放閥,常用于管線壓力
力泄放閥。 高而流通能力要求不高的場(chǎng)合,HPV閥體由兩部分組
國(guó)電寶雞第二發(fā)電有限責(zé)任公司總裝機(jī)容量4× 成,即主閥和先導(dǎo)閥。HPV閥是電動(dòng)操作,依靠先導(dǎo)
300MW,于1998年底開始相繼投入運(yùn)行。鍋爐采用 閥控制主閥動(dòng)作。HPV閥的工作原理是:正常工作時(shí)
東方鍋爐廠生產(chǎn)的DGl025/18.3.Ⅱ9型亞臨界、一次 主閥和先導(dǎo)閥在系統(tǒng)壓力的作用下保持密閉;當(dāng)電磁
中間再熱、自然循環(huán)、平衡通風(fēng)、單爐膛n型露天布 線圈帶電時(shí),帶動(dòng)線圈中央的銜鐵向上運(yùn)動(dòng),通過杠
置、固態(tài)排渣、全懸吊結(jié)構(gòu)燃煤汽包鍋爐。每臺(tái)鍋爐 桿原理使先導(dǎo)閥(控制閥)打開,使主閥腔內(nèi)產(chǎn)生壓
的過熱器出口管道彈簧安全閥之后設(shè)計(jì)安裝了1臺(tái)由 差,閥瓣向下運(yùn)動(dòng),壓縮彈簧,閥門打開;當(dāng)電磁線
美國(guó)安德森格林伍德克羅斯}=P,(Anderson Greenwood 圈失電時(shí),線圈中央的銜鐵向下運(yùn)動(dòng),在系統(tǒng)壓力的
/Crosby)閥門公司設(shè)計(jì)制造的HPV閥。 作用下先導(dǎo)閥和主閥先后閉合,保持密閉。這是比較
經(jīng)典的流體控制原理。HPV閥動(dòng)作迅速,并且系統(tǒng)壓
1 HPV閥的設(shè)備規(guī)范
力越大,密封面壓緊力越大,密封效果越好。
HPV閥設(shè)備規(guī)范如表1所示。 國(guó)電寶雞第二發(fā)電有限責(zé)任公司4×300MW機(jī)組
圈
2009.6第6期
?(cid:242)?‰?(cid:253)(cid:190)(cid:221)塑翌望!∑塑塑墊墮坌塑圣塾望堡堅(jiān)_瞄娜嗣團(tuán)匝
自1998年投入運(yùn)行以來,為緩解陜西電網(wǎng)的高峰用 表2 HPV-ST型壓力操縱泄放閥部件材料
電起到了重要作用,但由于結(jié)構(gòu)問題,鍋爐HPV閥 部件對(duì)照號(hào) 部件名稱 材料
1 閥體 合金鋼
頻繁發(fā)生故障,在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)外漏和內(nèi)漏現(xiàn)
2 導(dǎo)座 哈氏鎢鉻鈷合金
象,在線正常運(yùn)行時(shí)間短,泄漏現(xiàn)象無法徹底解決, 3 閥瓣{主閥) 哈氏鎢鉻鈷合金
4 彈簧(閥瓣主閥) 因康鎳合金
嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行,及時(shí)分析 5 噴嘴 合金鋼
6 密封圈I噴嘴) 因康鎳合金
和解決這個(gè)問題,成為電廠十分重要的安全生產(chǎn)課
7 檔圈 不銹鋼
題。本文通過自己多年實(shí)際工作經(jīng)歷,對(duì)HPV閥的故 8 防塵罩(先導(dǎo)閥) 不銹鋼
9 閥瓣(先導(dǎo)閥) 哈氏鎢鉻鈷合金
障及改造建議分析總結(jié)如下。 10 導(dǎo)座(先導(dǎo)閥) 哈氏鎢鉻鈷合金
11 密封圈(先導(dǎo)閥導(dǎo)座) 因康鎳合金
12 螺栓(先導(dǎo)閥導(dǎo)座) 合金鋼
3 HPV閥的故障分析與探討 13 鎮(zhèn)定墊圈(先導(dǎo)閥) 不銹鋼
14 彈簧(先導(dǎo)閥閥瓣) 因康鎳合金
15 墊片(集液盤) 無石棉有機(jī)物的纖維
3.1 主閥閥體密封設(shè)計(jì)有問題 16 螺栓(集液盤組裝件) 合金鋼
17 集液盤組裝件 鋼
HPV閥結(jié)構(gòu)及部件材料分別如圖1和表2所示。主 18 線圈支托 碳鋼鑄鋼
19 螺栓{安裝支托) 合金鋼
閥噴嘴是通過螺紋固定在閥體上的,主閥密封圈在閥
20 鎖定墊圈(安裝支托、螺栓) 鋼
體與噴嘴之間進(jìn)行密封,采用線密封方式。由于主閥 2l 線圈 外購(gòu)
22 線圈底座 鋼
經(jīng)常泄漏需要解體檢修,噴嘴不斷的反復(fù)從閥體上拆 23 螺栓(安裝線圈) 合金鋼
下,主閥密封圈的線密封面與噴嘴和閥體摩擦,極易 24 鎖定墊圈(安裝線圈、螺栓) 不銹鋼
25 線圈蓋 鐵皮
損傷造成主閥外漏,尤其是閥體上的密封面造成損傷 26 線圈蓋螺釘 鋼
27 操作杠桿 不銹鋼
時(shí)是無法修復(fù)的,外漏現(xiàn)象無法消除;另外,HPV閥
28 銷(操作杠桿) 不銹鋼
的主閥密封圈是碟型鎳合金的,當(dāng)主閥噴嘴通過絲扣 29 聯(lián)接片(線圈) 不銹鋼
30 銷(線圈聯(lián)接片) 不銹鋼
與閥體連接時(shí),旋轉(zhuǎn)很容易使密封圈劃傷,且旋轉(zhuǎn)時(shí) 3l 銷(線圈鐵芯) 不銹鋼
32 調(diào)節(jié)螺栓(先導(dǎo)閥) 不銹鋼
閥體密封圈壓縮量沒有一個(gè)準(zhǔn)確的控制,經(jīng)常導(dǎo)致閥
33 先導(dǎo)閥調(diào)節(jié)螺栓螺母 不銹鋼
體泄漏,針對(duì)此問題我們也做過一些技術(shù)改造,效果 34 開關(guān)(微型) 外購(gòu)
35 開口銷(調(diào)節(jié)螺栓) 不銹鋼
36 開口銷(操作杠桿) 不銹鋼
37 開口銷(線圈鐵芯銷) 不銹鋼
38 開口銷(線圈聯(lián)接片銷) 不銹鋼
39 螺栓(安裝線圈) 合金鋼
3.2閥門的動(dòng)作過程多
HPV閥門的動(dòng)作過程是:電磁鐵動(dòng)作——先導(dǎo)閥
動(dòng)作——主閥打開,電磁鐵通電后通過杠桿原理傳遞
力給先導(dǎo)閥,使先導(dǎo)閥動(dòng)作,導(dǎo)致主閥內(nèi)產(chǎn)生壓力
差,主閥打開。HPV采用電磁鐵作為動(dòng)力源,當(dāng)通電
時(shí),由于是瞬間電流,產(chǎn)生瞬間力,磁力過大,速度
過快,使電磁鐵振動(dòng)過大,造成損傷,其中任何一個(gè)
環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會(huì)導(dǎo)致閥門故障,經(jīng)常碰到的情況是
先導(dǎo)閥泄漏導(dǎo)致主閥泄漏。
3.3先導(dǎo)閥的設(shè)計(jì)有問題
由于設(shè)計(jì)時(shí)只考慮到先導(dǎo)閥對(duì)閥門的開啟起控制
圖1 HPV閥結(jié)構(gòu) 作用,并不需要很大的排放量,根本沒有認(rèn)真考慮到
墮箜!魚塑■翻
?(cid:242)?‰?(cid:253)(cid:190)(cid:221)先導(dǎo)閥要承受17MPa-18MPa的系統(tǒng)壓力,因此先導(dǎo) 有氣動(dòng)、電動(dòng)和液動(dòng)多種類型執(zhí)行器可供選擇,以便
閥的體積設(shè)計(jì)很小,從設(shè)計(jì)角度講就是在冒險(xiǎn),先導(dǎo) 能非常精確的控制閥門,便于操作。
閥的閥體密封通過四個(gè)螺釘壓緊,而現(xiàn)實(shí)情況是四
4.1 ERV閥的結(jié)構(gòu)和原理
個(gè)十毫米的螺釘無法壓緊,螺釘斷裂很常見,螺釘斷
ERV閥結(jié)構(gòu)和材料分別如圖2和表3所示。
掉后不易修復(fù);另外,先導(dǎo)閥密封面太窄(只有一毫
米多一些)且小,接近線密封,很容易損傷,而過熱
張衛(wèi)軍
(國(guó)電寶雞第二發(fā)電有限責(zé)任公司,陜西 寶雞 72 1405)
【摘 要】通過對(duì)電廠鍋爐HPV閥結(jié)構(gòu)與工作原理的介紹,對(duì)其故障進(jìn)行了了深入的分析;并通過對(duì)
ERVli目?jī)?yōu)點(diǎn)和整體效益的介紹,探討了ERV閥實(shí)施的可行性,提出了用ERV類型閥門代替HPVIN的改遺建
議。
【關(guān)鍵詞】鍋爐;HPVI}q;故障分析;改造建議
0引言 表1 HPV閥設(shè)備規(guī)范
、\參數(shù)
銘牌整定值 啟閉壓差 排氣量
按照ASME第一篇的規(guī)定,直接受熱鍋爐過熱器 名耪卜 型號(hào) (MPa) (%) (kg/h)
HPV閥 Hpv--st·-99w 18.16 2 119838
出口應(yīng)設(shè)置壓力泄放閥,其排量應(yīng)不小于鍋爐最大連
續(xù)蒸發(fā)量的10%,它的主要作用是防止鍋爐運(yùn)行波動(dòng)
2 HPV閥的結(jié)構(gòu)和原理
引起彈簧安全閥起跳,對(duì)彈簧安全閥進(jìn)行保護(hù)。目前
國(guó)內(nèi)亞臨界機(jī)組和超臨界機(jī)組均在過熱器出口設(shè)置壓 HPV閥是先導(dǎo)式的電磁泄放閥,常用于管線壓力
力泄放閥。 高而流通能力要求不高的場(chǎng)合,HPV閥體由兩部分組
國(guó)電寶雞第二發(fā)電有限責(zé)任公司總裝機(jī)容量4× 成,即主閥和先導(dǎo)閥。HPV閥是電動(dòng)操作,依靠先導(dǎo)
300MW,于1998年底開始相繼投入運(yùn)行。鍋爐采用 閥控制主閥動(dòng)作。HPV閥的工作原理是:正常工作時(shí)
東方鍋爐廠生產(chǎn)的DGl025/18.3.Ⅱ9型亞臨界、一次 主閥和先導(dǎo)閥在系統(tǒng)壓力的作用下保持密閉;當(dāng)電磁
中間再熱、自然循環(huán)、平衡通風(fēng)、單爐膛n型露天布 線圈帶電時(shí),帶動(dòng)線圈中央的銜鐵向上運(yùn)動(dòng),通過杠
置、固態(tài)排渣、全懸吊結(jié)構(gòu)燃煤汽包鍋爐。每臺(tái)鍋爐 桿原理使先導(dǎo)閥(控制閥)打開,使主閥腔內(nèi)產(chǎn)生壓
的過熱器出口管道彈簧安全閥之后設(shè)計(jì)安裝了1臺(tái)由 差,閥瓣向下運(yùn)動(dòng),壓縮彈簧,閥門打開;當(dāng)電磁線
美國(guó)安德森格林伍德克羅斯}=P,(Anderson Greenwood 圈失電時(shí),線圈中央的銜鐵向下運(yùn)動(dòng),在系統(tǒng)壓力的
/Crosby)閥門公司設(shè)計(jì)制造的HPV閥。 作用下先導(dǎo)閥和主閥先后閉合,保持密閉。這是比較
經(jīng)典的流體控制原理。HPV閥動(dòng)作迅速,并且系統(tǒng)壓
1 HPV閥的設(shè)備規(guī)范
力越大,密封面壓緊力越大,密封效果越好。
HPV閥設(shè)備規(guī)范如表1所示。 國(guó)電寶雞第二發(fā)電有限責(zé)任公司4×300MW機(jī)組
圈
2009.6第6期
?(cid:242)?‰?(cid:253)(cid:190)(cid:221)塑翌望!∑塑塑墊墮坌塑圣塾望堡堅(jiān)_瞄娜嗣團(tuán)匝
自1998年投入運(yùn)行以來,為緩解陜西電網(wǎng)的高峰用 表2 HPV-ST型壓力操縱泄放閥部件材料
電起到了重要作用,但由于結(jié)構(gòu)問題,鍋爐HPV閥 部件對(duì)照號(hào) 部件名稱 材料
1 閥體 合金鋼
頻繁發(fā)生故障,在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)外漏和內(nèi)漏現(xiàn)
2 導(dǎo)座 哈氏鎢鉻鈷合金
象,在線正常運(yùn)行時(shí)間短,泄漏現(xiàn)象無法徹底解決, 3 閥瓣{主閥) 哈氏鎢鉻鈷合金
4 彈簧(閥瓣主閥) 因康鎳合金
嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行,及時(shí)分析 5 噴嘴 合金鋼
6 密封圈I噴嘴) 因康鎳合金
和解決這個(gè)問題,成為電廠十分重要的安全生產(chǎn)課
7 檔圈 不銹鋼
題。本文通過自己多年實(shí)際工作經(jīng)歷,對(duì)HPV閥的故 8 防塵罩(先導(dǎo)閥) 不銹鋼
9 閥瓣(先導(dǎo)閥) 哈氏鎢鉻鈷合金
障及改造建議分析總結(jié)如下。 10 導(dǎo)座(先導(dǎo)閥) 哈氏鎢鉻鈷合金
11 密封圈(先導(dǎo)閥導(dǎo)座) 因康鎳合金
12 螺栓(先導(dǎo)閥導(dǎo)座) 合金鋼
3 HPV閥的故障分析與探討 13 鎮(zhèn)定墊圈(先導(dǎo)閥) 不銹鋼
14 彈簧(先導(dǎo)閥閥瓣) 因康鎳合金
15 墊片(集液盤) 無石棉有機(jī)物的纖維
3.1 主閥閥體密封設(shè)計(jì)有問題 16 螺栓(集液盤組裝件) 合金鋼
17 集液盤組裝件 鋼
HPV閥結(jié)構(gòu)及部件材料分別如圖1和表2所示。主 18 線圈支托 碳鋼鑄鋼
19 螺栓{安裝支托) 合金鋼
閥噴嘴是通過螺紋固定在閥體上的,主閥密封圈在閥
20 鎖定墊圈(安裝支托、螺栓) 鋼
體與噴嘴之間進(jìn)行密封,采用線密封方式。由于主閥 2l 線圈 外購(gòu)
22 線圈底座 鋼
經(jīng)常泄漏需要解體檢修,噴嘴不斷的反復(fù)從閥體上拆 23 螺栓(安裝線圈) 合金鋼
下,主閥密封圈的線密封面與噴嘴和閥體摩擦,極易 24 鎖定墊圈(安裝線圈、螺栓) 不銹鋼
25 線圈蓋 鐵皮
損傷造成主閥外漏,尤其是閥體上的密封面造成損傷 26 線圈蓋螺釘 鋼
27 操作杠桿 不銹鋼
時(shí)是無法修復(fù)的,外漏現(xiàn)象無法消除;另外,HPV閥
28 銷(操作杠桿) 不銹鋼
的主閥密封圈是碟型鎳合金的,當(dāng)主閥噴嘴通過絲扣 29 聯(lián)接片(線圈) 不銹鋼
30 銷(線圈聯(lián)接片) 不銹鋼
與閥體連接時(shí),旋轉(zhuǎn)很容易使密封圈劃傷,且旋轉(zhuǎn)時(shí) 3l 銷(線圈鐵芯) 不銹鋼
32 調(diào)節(jié)螺栓(先導(dǎo)閥) 不銹鋼
閥體密封圈壓縮量沒有一個(gè)準(zhǔn)確的控制,經(jīng)常導(dǎo)致閥
33 先導(dǎo)閥調(diào)節(jié)螺栓螺母 不銹鋼
體泄漏,針對(duì)此問題我們也做過一些技術(shù)改造,效果 34 開關(guān)(微型) 外購(gòu)
35 開口銷(調(diào)節(jié)螺栓) 不銹鋼
36 開口銷(操作杠桿) 不銹鋼
37 開口銷(線圈鐵芯銷) 不銹鋼
38 開口銷(線圈聯(lián)接片銷) 不銹鋼
39 螺栓(安裝線圈) 合金鋼
3.2閥門的動(dòng)作過程多
HPV閥門的動(dòng)作過程是:電磁鐵動(dòng)作——先導(dǎo)閥
動(dòng)作——主閥打開,電磁鐵通電后通過杠桿原理傳遞
力給先導(dǎo)閥,使先導(dǎo)閥動(dòng)作,導(dǎo)致主閥內(nèi)產(chǎn)生壓力
差,主閥打開。HPV采用電磁鐵作為動(dòng)力源,當(dāng)通電
時(shí),由于是瞬間電流,產(chǎn)生瞬間力,磁力過大,速度
過快,使電磁鐵振動(dòng)過大,造成損傷,其中任何一個(gè)
環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會(huì)導(dǎo)致閥門故障,經(jīng)常碰到的情況是
先導(dǎo)閥泄漏導(dǎo)致主閥泄漏。
3.3先導(dǎo)閥的設(shè)計(jì)有問題
由于設(shè)計(jì)時(shí)只考慮到先導(dǎo)閥對(duì)閥門的開啟起控制
圖1 HPV閥結(jié)構(gòu) 作用,并不需要很大的排放量,根本沒有認(rèn)真考慮到
墮箜!魚塑■翻
?(cid:242)?‰?(cid:253)(cid:190)(cid:221)先導(dǎo)閥要承受17MPa-18MPa的系統(tǒng)壓力,因此先導(dǎo) 有氣動(dòng)、電動(dòng)和液動(dòng)多種類型執(zhí)行器可供選擇,以便
閥的體積設(shè)計(jì)很小,從設(shè)計(jì)角度講就是在冒險(xiǎn),先導(dǎo) 能非常精確的控制閥門,便于操作。
閥的閥體密封通過四個(gè)螺釘壓緊,而現(xiàn)實(shí)情況是四
4.1 ERV閥的結(jié)構(gòu)和原理
個(gè)十毫米的螺釘無法壓緊,螺釘斷裂很常見,螺釘斷
ERV閥結(jié)構(gòu)和材料分別如圖2和表3所示。
掉后不易修復(fù);另外,先導(dǎo)閥密封面太窄(只有一毫
米多一些)且小,接近線密封,很容易損傷,而過熱
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