300MW機組高壓調(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)生風險，提高機組運行安全。

關(guān)鍵詞：高壓調(diào)節(jié)汽閥;斷裂;震動;應力

1 ?概述

目前國內(nèi)常規(guī)火電機組300MW機組中，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，已嚴重影響機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到閥桿頂端與連接桿螺紋底孔平面接觸達到≥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

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行改進，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。改進結(jié)構(gòu)如下圖所示：

3、閥桿斷裂原因分析

改進后，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)過分析認為，雖然經(jīng)過改進，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險，但在長期運行當中，受氣流的橫向沖擊力，閥桿橫向存在交變應力，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，在此部位存在應力集中，再加上閥桿的長期震動，將會導致此位置產(chǎn)生裂紋，進而導致閥桿頭部斷裂，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，機組甩負荷，嚴重影響安全生產(chǎn)。

4 ?改進處理建議

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，進行綜合分析，探討斷裂的原因及處理意見，對今后設備結(jié)構(gòu)改進及機組長期安全穩(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，受力比較復雜，各電廠閥桿斷裂事件時有發(fā)生，進行閥桿結(jié)構(gòu)改進，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。