主給水泵出口止回閥無法正常工作的原因分析及優化

馬國石

【摘 要】近年來由于安裝不規范、設備老化等原因，止回閥故障的事件時有發生，這些事件的發生可能會降低機組出力從而對電站產生了一定的經濟損失。本文通過對止回閥無法正常工作的原因進行分析、并就如何避免由止回閥故障導致更嚴重的后果進行總結并給出一定的優化建議。

【關鍵詞】止回閥;原因分析;優化方案

中圖分類號： TQ441.41文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）01-0214-003

1 概述

1.1 主給水系統及止回閥簡介

電廠中有流體輸送功能的系統對于電站的流體輸送、能量傳遞起到至關重要的作用，而為了防止流體在系統管道中倒流，止回閥的使用就成為各系統在設計時最普遍的選擇。止回閥在系統管道中的運行狀態對管道、輸送設備的安全運行有直接的影響。

圖1為國內某電站主給水系統給水泵出口止回閥，主給水系統是電站重要系統，系統負責為蒸發器二次側提供冷卻水，保證設計工況下蒸發器二次側所需裝量。在電站正常運行期間或停運后，主給水系統與蒸發器，承擔著將反應堆釋放的能量傳遞到汽輪機/凝汽器的重要任務。

該出口止回閥安裝在主給水泵出口管線（直徑16英寸）上，其現場布置如圖2所示，不同于普通止回閥的是該閥上設有氣動執行機構來幫助閥門快速關閉，這個功能在主給水泵故障停運時顯得非常重要，它可以有效防止：停運的泵發生反轉;蒸汽發生器給水流量被分流至發生反轉的泵，造成蒸汽發生器供水壓力不足、液位下降而觸發反應堆關閉;閥門在接到各自泵停運的信號后，氣缸卸壓，依靠彈簧力加速閥門的關閉過程。而主給水泵出口止回閥的故障無法在線處理，這對于電站正常運行狀態時蒸發器的供水產生很大的影響，甚至有電站停運風險：

2 主給水泵出口止回閥故障無法關閉原因分析

2.1 止回閥故障無法正常工作的幾種可能原因：

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

（1）管道流體中的雜質及異物

管道中流體的化學指標不合格常常伴隨著腐蝕雜質、沉積物等雜質的增多，而累積的雜質可能會淤積閥瓣周圍，使閥門無法全關或全開。因為止回閥的回座壓力不足，雜質對閥門密封的影響比其他類型的閥門更大。

另外在設備安裝或系統開口檢修過程中，因為工作材料、工器具等異物管理工作的不到位，會在系統中引入異物，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導致閥座的滲漏;如果是堅硬的異物，可能會損壞閥座的表面材質引起閥門的內漏。

（2）閥門閥瓣的頻繁開關

發電機組運行時，受電網負荷及廠用負荷的影響，機組出力調整非常頻繁，而流體介質輸送的流量和壓力也隨之波動造成不穩定脈沖流，閥門閥瓣的頻繁開關可能造成疲勞損傷。止回閥還容易因管道的振動而造成損壞，因為當閥門部分開啟時，止回部件是自由浮動的，它靠流動液體的平衡移動。如果閥體振動同時內部的組件試圖保持靜止時就會引起沖擊破壞或內部磨損。

當止回閥安裝過于靠近輸送設備，受設備高速旋轉及每一次沖程影響，閥瓣就可能會跳離閥座而振動。當流體流量較高，就會在全開的位置上下跳動，造成閥座和閥瓣磨損引起泄漏。

（3）閥門本身的質量與安裝技術

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量。

另外，止回閥加工制造的原始誤差和使用不當也可能導致泄漏。當給水泵止回閥的安裝位置和管道的固定性差時，系統運行中的沖擊相對來說也會比較大。另外檢修安裝時閥芯軸套安裝點的定位、限位器的控制好壞等都影響閥門的可靠性。

3 建議、策略及優化方案

對于主給水泵止回閥的故障問題，應該從三個方面來考慮：一是從日常預防檢查做起;二是發生故障時的應對策略，盡可能的減小故障造成的風險與后果;三是操作程序上的優化升版。

3.1 日常預防

給水泵出口止回閥應該利用大小修窗口進行解體檢修，清洗閥門部件，檢查驅動機構以及更換密封部件等工作。同時根據閥門使用的具體實際狀況優化相應檢修周期，避免造成止回閥密封部件的嚴重損壞導致嚴重事故。在檢修給水系統管道時加強防異物管理，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范，是否合理;檢查管道的固定支撐件和止回閥氣缸相應供氣管線是否安裝到位，有無破損、松動、漏氣以及在運行中的振動情況。

在運行人員日常巡檢時定期的對主給水泵止回閥進行重點的巡檢，這樣就與維修領域日常檢查形成了專業上、時間上的互補。

優點：各領域無縫銜接、克服了各領域的巡檢時間差，避免了由于人員的技能、經驗的不足造成的漏檢、錯誤判斷。

缺點：增加了維修、巡檢的額外工作量

3.2 止回閥無法正常工作時的應對策略：

像主給水泵這樣重要設備的啟停及重要系統的設備狀態改變，現場應有專人持續監視，并且主控室操縱員和現場操作員在設備狀態改變過程中應保持熱線聯系，如現場出現異常情況可以及時采取響應行動，減小事件的后果。

重要系統和設備的操作，主控和現場人員都應盡量做到新老合理搭配，盡量避免兩名新手同時負責一項高風險工作，否則可能由于對現場設備熟悉程度、操作技能的不足，導致狀態失控。

3.3 操作規程的優化升版

在主給水系統操作規程相應章節中增加“確認出口止回閥已關閉”步驟，在大修期間驗證止回閥的快速關閉功能。

3.4 增加工具柜及通訊設備

在主給水泵房間設置工具柜，工具柜內放置檢漏液、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）的無法操作

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

4 總結

主給水泵出口止回閥不正常的工作往往會犧牲電站的經濟性，更增加了電站運行在異常狀態的風險，所以我們對于出口止回閥產生的任何故障都應保持重點、持續的關注;對于涉及出口止回閥的任何操作都應給予足夠的重視，清楚相關風險及相應應對措施。

【參考文獻】

[1]鄒正宇，《CANDU-6 核電廠系統與運行 高級崗位培訓教材 常規島系統（三）》，北京，中國原子能出版社，2012.

[2]鄒正宇，《CANDU-6 核電廠系統與運行 高級課堂培訓教材 常規島系統（三）》，北京，中國原子能出版社，2012.

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