化學水處理系統襯膠隔膜閥故障及其檢修維護

陳益飛，李應順

(射陽港發電有限責任公司，江蘇 射陽 224300)

襯膠隔膜閥廣泛用于火力發電廠化學水處理系統中，具有防止介質對閥體腐蝕的作用。火力發電廠化學水處理系統使用著大量不同型號的襯膠隔膜閥，其檢修維護已成為當前火電廠化學水處理設備檢修工作的一項重要內容。江蘇射陽港電廠是建立在黃海之濱的一座火力發電廠，其化學水處理系統使用著800多只襯膠隔膜閥，這些隔膜閥近幾年來故障頻繁，每年檢修維護費用巨大。

1 襯膠隔膜閥結構及其工作原理

襯膠隔膜閥是一種特殊形式的截斷閥，它的啟閉件是一塊用橡膠制成的隔膜，隔膜把閥體內腔與閥蓋內腔及驅動部件隔開，使位于隔膜上方的閥桿、閥瓣等零件不受介質腐蝕，既省去了填料密封結構，又不會產生介質外漏。閥門打開時，介質從閥座襯膠和隔膜之間通過；閥門關閉時，閥瓣向下擠壓閥瓣上的隔膜，使隔膜與閥座襯膠層緊密結合，將管道內的介質截斷。

典型的襯膠隔膜閥由襯膠閥座、橡膠隔膜、閥瓣、閥蓋、閥桿、手輪等部分組成如圖1所示。

2 襯膠隔膜閥故障原因分析

2.1 襯膠隔膜閥故障情況調查

對射陽港電廠化學水處理系統800多只襯膠隔膜閥2008—2010年故障情況進行了調查統計，統計情況見表1。隔膜閥平均每年的故障次數達到89次，其中由于橡膠隔膜損壞而導致的閥門故障達68次，占閥門總故障的76 %，其他原因造成的閥門故障平均每年只有21次。

表1 化學水處理系統襯膠隔膜閥故障情況

襯膠隔膜閥組成部分如前所述，其任何一個組成部件出現故障，都會導致整個隔膜閥失效。對射陽港電廠化學水處理系統襯膠隔膜閥所有組成部件經常發生的故障及其形成原因進行了歸納分析，見表2。

3 襯膠隔膜閥故障消除措施

通過對射陽港電廠化學水處理系統襯膠隔膜閥故障進行現狀調查和原因分析，發現容易發生故障的部件是橡膠隔膜，同時也找到了其余部件發生故障的原因。為此，有針對性地制訂了消除襯膠隔膜閥故障的措施。

表2 隔膜閥部件故障原因

3.1 檢查庫存閥門質量

一些閥門并非在運行中損壞，而是出廠時就帶有缺陷。對射陽港電廠所有尚未使用的庫存襯膠隔膜閥進行了檢查，對存在缺陷的襯膠隔膜閥進行了處理：

(1) 將所有清江閥門廠的閥門手輪銷更換為10×12的圓鋼；

(2) 型號為EG46J-10-150的閥門，其閥桿均長出11 mm，對其進行截除處理；

(3) 1只型號為EG46J-10-150和1只型號為EG46J-10-80的閥門，其橡膠隔膜上有凸起，進行了更換處理；

(4) 1只型號為EG46J-10-100閥門閥，其瓣表面不光潔，進行了打磨處理。

3.2 消除現場運行閥門缺陷

通過分析射陽港電廠化學水處理系統閥門現場使用情況，發現EG46J-10-100，EG46J-10-150，EG46J-10-50 3種型號的閥門發生故障的次數最多。這3種閥門主要用在水處理各級過濾器的進、出水管道上，現場操作頻繁，容易出現故障。因此，對機械過濾器、高效過濾器、活性炭過濾器進/出水閥等共72只閥門進行了抽查，并完成了閥桿截除、手輪銷更換、閥座內石英砂、活性炭等雜質清理，對磨損的閥瓣、閥座襯膠、橡膠隔膜進行打磨更換等維修處理。

3.3 改進橡膠隔膜的成分和加工工藝

從故障調查情況可知，襯膠隔膜閥橡膠隔膜故障占閥門總故障的76 %。因此，消除橡膠隔膜的故障，是減少整個襯膠隔膜閥故障的根本所在。

襯膠隔膜閥橡膠隔膜主要由天然橡膠、耐磨碳黑、硫磺等基材和硫酸鋇、硫化鋅、氧化鋅等化學添加劑組成。隔膜成品前在高溫高壓釜內硫化，改變橡膠物理-化學性能是其關鍵工藝。根據射陽港電廠隔膜閥損壞情況及其運行的介質環境要求，閥門生產廠家對化學水處理系統的橡膠隔膜成分及其制造工藝進行了針對性的調整改進(見表3)。

表3 改進橡膠隔膜成分和加工工藝

通過橡膠隔膜成分及其加工工藝的改進，其性能也發生了明顯的改進。從閥門制造廠家得到的性能數據如表4所示。

表4 襯膠隔膜閥橡膠隔膜改進前后性能對照

3.4 改善襯膠隔膜閥所在的介質環境

襯膠隔膜閥所在的介質環境對閥門影響很大。射陽港電廠化學水處理系統隔膜閥所在的介質中含有少量的石英砂、活性炭、淤泥等雜質，這些雜質來自于機械過濾器濾料(石英砂)、活性炭過濾器濾料(活性炭)。在長期運行中，這些雜質進入閥體并逐漸積累，對閥座襯膠、隔膜、閥瓣造成直接磨損。因此，對機械過濾器和石英砂過濾器濾料及其配水裝置進行了檢查處理，徹底消除了介質中濾料雜質的存在。

3.4.1 機械過濾器的檢查處理

(1) 對1，2，3號機械過濾器部分石英砂濾料進行篩分，剔除破碎不合格的石英砂，并對缺失的石英砂進行添補。

(2) 對1，2，3號機械過濾器出水配水裝置增加濾網，對破碎的石英砂進行攔截。

3.4.2 活性炭過濾器的檢查處理

(1) 對1，2，3號活性炭過濾器中細碎的活性炭濾料用大流量反洗的方式進行去除，并對缺失的活性炭進行添補。

(2) 對1，2，3號活性炭過濾器出水配水裝置增加濾網，對破碎的活性炭進行攔截。

4 故障消除效果

采取了上述措施后，射陽港電廠化學水處理系統襯膠隔膜閥故障發生率有了明顯的下降(見表5)。從2011年前4個月的運行情況看，隔膜閥故障只發生過9次，其中橡膠隔膜故障5次。

表5 故障消除效果

5 結束語

射陽港電廠化學水處理系統襯膠隔膜閥故障發生的成因及所采取的消除措施，具有典型性和代表性，可借鑒到火電廠其他腐蝕性介質系統襯膠隔膜閥的檢修維護中，如凝結水精處理系統、煙氣脫硫系統、煙氣脫硝系統等。襯膠隔膜閥價格昂貴，小型號隔膜閥上千元，大型號隔膜閥上萬元。一般火電廠都使用著數千只襯膠隔膜閥，采取正確的檢修維護方法，可為火電企業節約數量可觀的設備維修費用。同時，隔膜閥故障率下降，也減少了由于隔膜閥缺陷而導致的環境污染和人體傷害，保障了火電廠的安全生產。

參考資料：

1 劉志勇．電廠化學設備檢修[M]．北京：中國電力出版社，2005.