摘要：随着电力工业的不断发展,超临界机组和超超临界机组的采用,电站阀门运行工况变得更为恶劣。电站能否安全运行，直接受到各组成部件运行稳定性的影响。电站阀门具有改变介质流动方向，切断或者接通管路介质流通的重要功能，还能够调节介质的流量和压力，确保设备和管路在正常的状态下运行。因此有效控制和提高阀门的制造质量，对于保证电站设备安全运行，具有现实而深远的意义。为了不因间门性能和质量问题而导致出现生产事故,本文分析了现阶段阁门的主要问题,提出了改进思路。
关键词：电站阀门；问题分析；改进思路
根据相关的行业和国家标准，按照压力和口径的不同，应分别采用不同类型的阀门。截止阀、角式截止阀用于小口径的辅助配管，蝶阀适用于大口径的低压配管，而闸阀则主要应用在大口径的高压配管。电站阀门是与电站主辅机设备和系统紧密联系,相互依存,是不能用通用阀门所取代的特殊阀门。
1电站阀门现状概述
1.1电站阀门现状分析的重要性
电站阀门是与电站主辅机设备和系统紧密联系,相互依存,是不能用通用阀门所取代的特殊阀门。电站阀门分别分布在主蒸汽系统、给水系统及旁路等系统中。由于阀门性能和质量问题造成的泄漏、停产、重大事故,给工业生产的正常运行、人身安全、财产等带来了不可估量的损失。近几年来,在国内外新建的电厂中,采用了超临界机组。随着大机组参与调峰和超超临界机组投产运行,阀门的运行工况变得更加恶劣。一台机组的配套阀门约有几千只,如果是超临界机组大约有1/10的阀门是工作在超临界状态。在日本,原超临界蒸汽参数标准为24.2MPa,538/566℃,现在已经提高到超超临界的蒸汽参数标准为31.1MPa,593℃,温度还将进一步提高到600/610℃。高参数的工况对阀门的各方面性能提出了更高的要求。在阀门的应用过程中,出现了阀门的强度、密封性、寿命、控制系统的可靠性不能满足要求,阀门工作时产生振动等问题。显然传统设计方法已经不能适应新技术的要求。必须充分了解阀门现状,改进设计制造的方法,选择新型材料,提高阀门工作的可靠性。
1.2电站阀门现阶段的问题
1.2.1控制间题
阀门控制系统决定阀门动作可靠性。采用传统的设计方法,在使用过程中会出现阀门开度与设计不符、传动机构失灵、行程超前、滞后等间题。这些问题对阀门的强度和振动也会产生影响。主蒸汽阀和再热汽阀的控制系统故障是汽轮机的重大事故之一。
1.2.2强度间题
阀门的强度问题不容忽视,它是阀门工作最基本的条件。机组的频繁启动对阀门强度及阀门使用寿命的影响较大。设计中往往只按静压、温度、蠕变考核其强度,不考虑疲劳寿命问题。阀门在机组的频繁启动中还受到了疲劳损坏,使得按原来思路设计的阀门不能满足新的运行要求。此外,控制系统的不准确对阀门强度和阀门使用寿命的影响也不能忽视。有电厂曾经因执行机构行程控制的不准确,阀芯对阀座产生冲击载荷,导致阀座碎裂,碎块被冲进汽机,造成事故。
1.2.3振动问题
振动对整个机组影响较大。阀门开度变化,执行机构的动态性能不佳和阀体存在泄漏都会引起振动。其中,阀门开度变化和泄漏是产生蒸汽振荡的重要原因,蒸汽振荡会造成毁机事故。
1.2.4泄漏问题
泄漏是不可避免的间题。受高温、高压及渗透性强的流体介质的影响,以及填料受力情况不合理因素的客观存在,导致填料的界面泄漏。泄漏会造成能源物料流失,污染环境,引起能量损失,产生振动。
1.3电站阀门特性
1.3.1数量多
电站的安全稳定运行，需要使用到各种介质输送设备，这些都是不可或缺的重要组成部分，而其中应用的数量最多的，就是电站阀门设备，在很大程度上影响着电站设备的安全运行。
1.3.2品种与规格多
电站中所使用的阀门，种类十分繁多，名称也各有特色，并且具有不同的规格。一般来说，在电站中经常用到阀门有控制阀、减压阀、球阀、安全阀、止回阀、闸阀等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
1.2.3标准严
电站运行对于阀门的可靠性有着非常高的要求，尤其是在一次冷却系统中，因为含有放射性物质，因此对于所使用的阀门要求更为严格，绝不允许出现泄漏的现象。在相关的标准和规定中，对于阀门的操作规程有着详细的规定，必须保证足够的照明、操作和安装空间。同样，对于电站阀门的质量，也有着比普通阀门更高的要求，因此，必须采取科学合理的措施，严格控制阀门的制造质量。
2电站阀门现状改进思路
2.1阀门质量的控制模块
2.1.1原材料确认
这一环节对于控制阀门的制造质量至关重要。在开始生产制造前必须对材料的规格尺寸和牌号进行仔细复核，严格审查质量证明书。通过这几个环节，确保原材料的规格符合技术协议或者合同的规定。
2.1.2外观质量检查
现场巡检是控制阀门制造质量的重要手段，而外观质量检测则是巡检的主要内容。即利用目视检查的方式，观察阀门的外观质量，如果整体较好则可放行。在实际的生产中，可以采用事前预防和预先提示的方式，能够有效减少缺陷和质量问题的出现，一旦发现问题，应及时采取措施进行整改。
2.1.3无损检测
无损检测同样是检测阀门制造质量的有效方法，应确保检测报告的规范性、检测人员的资质符合相关标准和技术协议要求，否则就会埋下安全隐患，引发质量问题，因此必须严格审核无损检测报告。
2.1.4泄漏检验
在阀门的制造过程中，需要对每个阀门进行泄漏检验，从而确保其密封性能和所需的阀体强度，而氦气检验和充气皂泡检验则是较为常见的泄漏检验方法。同充气皂泡检验相比，氦气检验更为先进，然而需要较高的成本，对裂纹引起的泄漏更为敏感。出于成本的考虑，一般使用氟利昂代替氦气进行检验。如有必要，在泄漏检验时，现场监理可以旁站见证，根据相应的技术协议，由制造厂开展检验，从而保证检验结果符合要求。
2.1.5水压试验
水压试验是检测阀门密封严密性的有效手段，在整个试验过程都要严格、仔细地检测，并且需要现场监理旁站见证。
2.2改进思路
解决控制可靠性问题,可采用现代控制理论设计新型智能型阀门来代替原有的阀门。智能型阀门具有自行判断工况,并实时地进行自我调节的功能。解决了传统阀门开度不符,行程超前或滞后等一系列问题。为满足寿命和刚度要求改进原有的设计方法,运用疲劳理论,对阀门的强度和刚度进行分析与计算。在设计中要充分考虑阀门在工作中可能遇到的各种情况,使设计工况与运行工况相一致。开发和选用性能优良的阀门材料,提高阀门的强度、刚度及抗冲击能力。为了提高阀门的密封性能,设计新的有效密封形式。在阀门阀杆填料函密封结构形式已确定的情况下,选择弹性及延伸性好、耐腐蚀性强、机械强度高、摩擦系数小的密封填料。目前我国已研究成功了新型膨胀聚四氟乙烯密封填料。这种填料是在聚四氟乙烯中添加了石墨、二硫化相和硅油等材料,综合性能好,工作压力可达35-40MPa。当阀门因高速旋转摩擦产生热量而温度上升时,该填料能自动释放出硅油进行冷却和自润滑。该填料受压前膨松、柔软处于高弹性状态。受压后填料纤维相互缠结,收缩储量空间压缩比高达25%-30%,并镶嵌在阀杆的圆柱表面。对于阀函和阀杆存在的各种误差,在装人填料后,都能在等量空间形成一个完整的高韧性密封结构而得以弥补。当阀杆启闭转动,在三维空间形成位移时,填料可释放出弹性储量,向阀杆漂移的反方向运动,以及时补偿阀杆和填料之间的缝隙或因填料磨损产生的径向和轴向空间当量,使阀杆与密封填料的三维动态位移形成线性补偿关系,堵塞介质沿阀杆轴向泄漏的通道,从而达到安全可靠的最佳密封效果的目的。
结语：阀门有“咽喉”之称，每年世界引起的重大生产事故中的三分之一是由于阀门质量事故造成的。只有对阀门现状进行不断分析,发现问题,采取相应改进方法,就能提高阀门的工作可靠性,更好地发挥其应有的作用。
参考文献：
[1]孙建建.浅谈如何控制阀门制造质量确保电站设备安全运行[J].科技创新与应用,2017(02):154.
[2]冯继生,章檬.控制阀门制造质量确保电站设备安全运行[J].设备管理与维修,2014(06):21-22.
论文作者:王迪,李洋
论文发表刊物:《电力设备》2019年第23期
论文发表时间:2020/4/30