（大唐国际张家口发电厂 075133）
摘要：安全阀广泛地应用在各种压力容器和管道系统上，以防止其发生超压，本文介绍了安全阀中的一个种类—脉冲式安全阀的结构、工作原理及工作过程，结合本厂300MW机组汽包锅炉实际情况，分析了其常见问题，总结了安全门动作时的事故处理方法。
关键词：安全阀 脉冲式 工作过程 常见问题 动作处理
一、概述
安全阀是一种非常重要的保护用阀门，广泛地用在各种压力容器和管道系统上，包括弹簧式、脉冲式等多个种类。当承压系统中的压力超过规定值时，它能自动打开，把过剩的介质排放到大气中去，以保证压力容器和管道系统安全运行，防止事故的发生，而当系统内压力回降到工作压力或略低于工作压力时又能自动关闭。脉冲式安全阀以脉冲式安全装置为主，具有排放能力大，调整方便，机械与电气双保护，安装维护工作量小，造价低等优点。
二、脉冲式安全阀的工作过程
1、脉冲式安全阀的工作原理。
脉冲式安全阀由主安全阀和脉冲安全阀组成，其原理及装置如图一、二所示。用于高压、超高压、亚临界锅炉时，为双排汽结构，用于再热器上中压主安全阀时，则为单排汽结构。它的工作原理是用脉冲安全阀控制主安全阀，在正常情况下，主安全阀被活塞下部高压蒸汽压紧，严密关闭。当压力达到安全阀起座规定值时，脉冲安全阀先打开，蒸汽引入主安全阀活塞上面，由于活塞受压面积大于阀瓣受压面积，可以同时克服蒸汽和弹簧的作用力，将主安全阀打开。压力降到一定数值时，脉冲安全阀关闭，活塞上的汽源中断，因此在蒸汽压力和弹簧力作用下主安全阀自动关闭。脉冲安全阀还分别带有用来开启或关闭用的电磁铁，其机械和电气动作互不干扰。
假如脉冲安全阀拒动，即使压力再高，主安全阀也不能动作，反而是越压越紧。通过开大或关小疏水节流阀可调节回座压力。
2、脉冲安全阀的动作方式
正常运行中，脉冲安全阀的关闭电磁铁通电，有一经常关闭压力加在脉冲安全阀上。当电接点压力表高闭合，或者通过CRT或立盘操作时，中间继电器带电，开启电磁铁动作，阀杆受到向上拉力，将阀门打开，关闭电磁铁失电、关闭力丧失。当安全阀压力降低时，中间继电器失电，则关闭磁铁带电，阀杆受到向下压力，阀门关闭。如电气回路失灵，则在压力升高至动作值时，直接顶开脉冲安全阀，进一步使主安全阀动作。
工质压力高至动作值时，在人为不干预情况下，通过电接点压力表高闭合或直接克服电磁铁关闭力两种动作途径，打开脉冲安全阀，使主安全阀动作。
控制室立盘操作，对其它两种远方动作方式有闭锁作用，优先于其它两种方式。例如在电接点压力表管发生冻结导致压力升高，安全阀误动时，可以在立盘上操作来关闭安全阀。但在立盘上操作时，必须用手将其保持住，否则一松手，立盘上操作按钮会自动复位，失去关闭作用，在保持按钮位置的同时，可以解掉电接点压力表，来防止它的误动。
假如关闭脉冲来汽门，因没有蒸汽通过脉冲安全阀进入主安全阀，即使脉冲安全阀动作，主安全阀也不会动作，这就是正常运行中对脉冲安全阀进行定期试验的原理。
3、启座压力的整定
锅炉过热器安全阀有控制安全阀与工作安全阀之分，实质是两级汽压保护。控制安全阀的启座压力为工作压力的1.05倍，工作安全阀的启座压力为工作压力的1.08倍，汽压升高时，定值低的控制安全阀先动作，压力继续升高时工作安全阀动作，避免两阀同时动作，排汽量过大。再热安全阀启座压力为工作压力的1.1倍。启座压力可通过改变脉冲安全阀的弹簧紧力来调节。
4、回座压力的整定
安全阀的回座压力设定为启座压力的94%（一般回座压力为启座压力的93—96%即为合格）。回座压力是通过疏水节流阀来调节的，疏水节流阀装设在脉冲安全阀至主安全阀的导汽管上，它的作用是使留在导汽管内的蒸汽迅速排放掉，从而降低了活塞内的压力，使其作用在活塞上向下运动的推力迅速减小，阀芯在管道内蒸汽介质向上的推力和主安全阀自身弹簧向上的拉力作用下迅速回座。
三、脉冲式安全阀常见问题
1、阀门泄漏
包括脉冲安全阀及主安全阀的泄漏，又有内漏及外漏。原因是密封面上有脏物及杂质、密封面损伤或装配不当或有关零件尺寸不合适。运行中当脉冲安全阀发生泄漏时，可关闭脉冲来汽阀，检修对其进行处理，此时要办理主保护退出申请票。而主阀发生泄漏时，在运行中是无法处理的，需要停机处理。
2、安全阀拒动
拒动包括脉冲安全阀拒动及主安全阀拒动。当脉冲安全阀拒动时，主安全阀必定不能动作，而脉冲安全阀动作时，主安全阀仍有可能拒动。拒动的原因包括阀门运动部件有卡阻现象、主安全阀活塞室漏气量大或主安全阀与脉冲安全阀的匹配不当，脉冲安全阀的蒸汽流量太小。运行中发生安全阀拒动是极其危险的，可能造成大幅度超压，采取措施降压无效时必须紧急停炉。每月脉冲安全阀的定期试验必须严格执行，确认试验结果良好，保证脉冲安全阀的灵活好用。
3、安全阀误动
误动的原因包括弹簧紧力不足、电气回路误闭合等。发生误动对于运行工作来说是一个很大的考验。此种情况下，会造成汽包水位的大幅波动，发生汽包满水或缺水。所以，在平时的工作中，一定要监视好机组的主参数，包括负荷、汽压、蒸汽流量等，尽早发现并处理，防止事故的扩大。
4、安全阀动作后回座压力不正常或不回座
安全阀动作后回座压力偏高时，容器内压力可能又会很快升起来，又造成安全阀动作，反复动作极易造成密封面的泄漏。这种情况可通过开大节流阀的开度的方法予以消除。节流阀开大后，通往主安全阀活塞室内的汽源减少，推动活塞向下运动的力较小，主安全阀动作的机率较小，从而避免了主安全阀连续启动。
回座压力低的原因有阀芯与导向套的配合间隙不适当、运动零件磨擦力大、有些部位有卡涩，还有一种原因是脉冲安全阀上蒸汽的排泄量大，需要将节流阀关小，使流出脉冲安全阀的介质流量减少，降低动能压力区内的压力，从而使脉冲安全阀回座。
安全阀回座压力低还有一种情况是蒸汽压力已经很低，脉冲安全阀回座后，主阀仍不回座，原因是主安全阀的运动部件与固定部件之间的磨擦力过大造成主安全阀回座迟缓；或者是疏水节流阀开度小，需要开大疏水节流阀，使活塞上压力降低，安全阀回座。
四、汽包锅炉安全阀动作后的处理
（一）动作现象：
负荷下降，相应过热或再热压力下降，过再热汽温波动，汽包水位波动、蒸汽流量波动。
处理：
1、首先要查阅DCS画面上安全阀工作状态，结合主、再热蒸汽压力、机组负荷、主蒸汽流量、给水流量等参数确认安全阀动作，并判断是正确动作还是误动作。二者的区别在于：
（1）正确动作，压力超限，误动作时，压力不超限。
（2）处理时的区别是误动作时首先手动关闭安全阀，且一般要保持一段时间，而正确动作时不可以手动关闭，防止严重超压。
（3）正确动作时要较大幅度快速的减弱燃烧，降低汽压，而误动作时稍快的降低一定汽压即可。
2、再热安全阀动作处理方向。
再热安全阀动作时进入汽轮机蒸汽量减少，负荷下降，蒸汽流量变化，引起汽包水位变化，汽包水位变化相对过热安全阀动作时较小，操作方法基本同过热安全阀动作。
3、过热安全阀动作处理方向。
（1）若为误动立即手动关闭误动安全阀， 正确动作时当汽压下降到额定压力时也可以手动关闭，在未回座之前按以下顺序处理。
（2）立即解除AGC减燃料，降低机组负荷（此时负荷自然下降），降低汽压。注意保持燃烧的稳定。若燃烧不稳，应投油助燃。
（3）派人到就地，准备关闭该误动安全阀的脉冲来汽手动门，如汽压下降到定值仍不回座或立盘操作无效，则立即进行操作。
（4）安排一名人员专门负责调整汽包水位，不得兼做其它工作。
1）根据给水流量、主蒸汽流量、小机调门开度及汽包水位变化趋势调整水位。要充分考虑虚假水位的影响，水位的变化趋势是先高后低，高是短时的，之后更长时间的是水位低。
2）在小机调门尚有调节余度时，暂不干涉小机自动调节。在小机调门即将开展时，应立即将小机自动解除，防止调门高位卡死，在指令达90以上时基本上指令再增加已不起作用。
3）必要时启电泵运行，启电泵时注意勺管位置，并派人打开电泵工作油、润滑油冷却器，电机冷却水。
4）若汽包水位上升较快，可提前打开事故放水，水位正常后关闭。若事故放水打开后汽包水位仍旧快速上升，可先退出一台小机，确认再循环打开，调门关小，出口门关闭，若水位仍无法维持，可再退出一台小机，用电泵调节汽包水位，同时紧急降负荷。
5）当主控室听到外部排汽声突然消失，同时主蒸汽流量变化，应判断为安全阀已回座。此时汽包水位由于虚假水位影响将瞬间有所下降，但随后汽包水位将迅速上升，机组人员应立即减小给水量并掌握提前量。
（5）安排一人负责调整除氧器、凝汽器水位，此时用水量大增，注意补充水箱的水位，一人调整过、再热汽温。并关注主汽参数变化，如：压力、温度，降负荷时机侧振动、轴位移、胀差、轴承温度等参数变化。
（6）若汽包水位高三值保护动作灭火，按锅炉灭火处理，保护未动作，应手动MFT。水位高时注意防止造成跳机。
（7）锅炉进行吹扫，点火后逐步恢复机组负荷至150MW，全停油枪。
（8）如果关脉冲来汽后安全阀仍不回座，说明主阀故障，当汽压无法维持时，应停炉处理。
安全阀是保证锅炉安全运行，防止发生超压的重要手段，运行工作中要做好燃烧调整，防止发生超压，尽量避免安全阀的动作。而安全阀动作后，不可盲目手动关闭，一定要区分是正确动作还是误动，防止超压的发生。监盘时，一定要认真、仔细，安全阀误动时，如及早发现，立即将其关闭，影响是很小的。而在动作之后，一定要控制好各项参数，加强燃烧调整，同时防止汽包发生满水或缺水。安全阀动作后就要做好不回座的准备，发生回座压力太低或不回座后及时关闭脉冲来汽阀，若仍无效则采取紧急停炉的措施。
作者简介
王俊杰，（1980.01—），大唐国际发电股份有限公司张家口发电厂发电部集控运行副值长，高级技师，工程师。
参考文献
[1]张家口发电厂《锅炉脉冲式安全门说明书》.
[2]张家口发电厂《集控运行规程》.
论文作者:王俊杰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/4
标签：安全阀论文; 脉冲论文; 动作论文; 压力论文; 汽包论文; 水位论文; 蒸汽论文; 《电力设备》2017年第11期论文;