火电厂锅炉安全阀故障原因分析及处理措施论文_尹 顺

摘要：火电机组高参数、大容量发展背景下，安全事故时有发生，为火电企业带来极大经济损失。安全阀作为锅炉承压部件上的重要安全附件之一，性能的优劣，对火电企业的安全生产起着至关重要的作用。本文从安全阀运行原理着手，分析常见故障，总结处理措施，避免安全隐患，旨在推动火电厂安全稳定运行，提高火电厂综合经济效益。

关键词：火电厂；锅炉安全阀；故障；处理措施

前言：安全阀作为一种自动排放的泄压装置，性能工况直接影响机组安全运行。但因受到检修工艺、调整方式、工作环境等不良因素的影响，导致安全阀不能可靠、长效的运行，严重时会失去保护作用，给承压部件及人身带来严重安全隐患。因此，必须对安全阀故障进行分析与处理，以有效提升压力容器的安全性能。

1.锅炉安全阀的作用及结构原理

1.1安全阀的作用

安全阀是一种由进口静压开启的自动泄压防护装置,它是压力容器最为重要的安全附件之一,当容器内压力超过某定值时,安全阀依靠介质自身的压力自动开启阀门,安全阀迅速排出一定数量的介质。当容器内的压力降到允许值时,安全阀又自动关闭,安全阀使容器内压力始终低于允许压力的上限,自动防止因超压而可能出现的事故,安全阀又被称为压力容器的最终保护装置。

1.2安全阀的结构原理（图1）

当安全阀阀瓣下的蒸汽压力超过弹簧的压紧力时,阀瓣就被顶开。阀瓣顶开后,排出蒸汽由于下调节环的反弹而作用在阀瓣夹持圈上,使阀门迅速打开。随着阀瓣的上移,蒸汽冲击在上调节环上,使排汽方向趋于垂直向下,排汽产生的反作用力推着阀瓣向上,并且在一定的压力范围内使阀瓣保持在足够的提升高度上随着安全阀的打开,蒸汽不断排出,系统内的蒸汽压力逐步降低。此时,弹簧的作用力将克服作用于阀瓣上的蒸汽压力和排汽的反作用力,从而关闭安全阀。

图 1 锅炉安全阀部件结构

2.火电厂锅炉安全阀常见故障及故障原因

2.1常见故障

火电厂锅炉安全阀故障包括卡阻故障、颤振类故障、泄漏故障、频跳类故障等几种常见类型。

2.2故障原因分析

2.2.1卡阻故障

卡阻是指安全阀的活动部件，在运动中所产生的卡涩现象。由于装配不当或工作环境不良，脏物及杂质进入活动部件，或者活动部件腐蚀造成卡阻。阀套与导向套配合间隙较小，混入杂物、拉毛及腐蚀极易造成卡组现象，严重会出现安全阀拒动，有严重安全隐患。

2.2.2颤振故障

颤振是安全阀动作过程中，阀瓣密封面和阀座密封面互相不接触，阀瓣迅速异常的来回运行。安全阀的选型不当，额定排放能力过大，易造成此类故障，反之，安全阀进口管径过小或过长，也易造成安全阀颤振。排除以上原因，就是喷嘴环位置设置不当。众所周知，当系统内压达到整定值时，安全阀应随着一声清脆爆破声立即起跳，并保持开启状态。安全阀起跳由二个阶段组成。当阀瓣下面的蒸汽压力超过弹簧压力时，阀瓣便开始微启。蒸汽从安全阀密封面之间逸出，如图2 所示，受到了喷嘴环斜面的反射，作用于阀瓣座表面时，产生了新的不平衡，从而有助于快速起跳。如喷嘴环位置过低，会造成安全阀所谓“半开不开”或“预警”过程。此过程也谓颤振。

　图2

2.2.3泄漏故障

此故障较为常见。安全阀的密封靠的是密封面间的严密结合，当密封面不能严密结合时，必然会造成安全阀的泄漏。造成密封面结合不严密的原因很多，密封副间垫入杂质，密封面损伤，排放后因为卡阻未能及时回座，或者弹簧因高温失效松弛及严重腐蚀等原因致使密封压力变弱，造成泄漏。

2.2.4频跳故障原因

频跳是安全阀动作过程中，阀瓣密封面和阀座密封面互相接触的瞬间，阀瓣迅速异常的来回运动。安全阀开启后，在整定压力3％超压下，排放量达到额定值。当入口压力下降至低于整定压力时，阀门仍然保持开启，直至压力降至低于4％的整定压力时，阀门才快速关闭。如果安全阀排放泄压低于4%整定压力就快速回座，会造成安全阀因排放不足进行二次起跳，如此反复极易造成金属疲劳。造成此类现象的原是因为排放压力过高或启闭压差过小所致，当导向环设置过高，如图3所示，会减小蒸汽对阀瓣座的反作用力，造成安全阀在排放不足的情况下回座。

　图3

3.火电厂锅炉安全阀故障处理措施

3.1卡阻故障处理措施

查明卡阻原因并将其消除。根据损伤程度加以打磨修复或解体彻底清洁，并建立定期的检修维护计划，每年进行一次排放试验。

3.2颤振类故障处理措施

严格把关安全阀的选型，选择安全阀额定排放量与承压部件必须排放量相当。控制安全阀入口导管不小于安全阀的公称通径，缩短管长尽可能使安全阀靠近被保护设备以降低管阻。升高喷嘴环的位置，即更加靠近阀瓣座，以消除安全阀半开不开的预警过程。

3.3泄漏故障处理措施

使用安全阀提升扳手或液压助跳装置对安全阀进行辅助排放，清除密封副间垫入的杂质，排放后如遇回座不良，可轻锤击弹簧通过震动来消除卡阻带来的回座不良。利用停炉时机对安全阀密封面进行研磨处理，消除麻点、沟槽等缺陷，研磨后的表面粗糙度不大于Ra0.025，检查密封副的接触面积不小于2/3；彻底清理阀体内外锈渣，打磨修复阀瓣座与导向套间的拉毛、腐蚀情况，使运动部件灵活自如；更换失效或严重腐蚀的弹簧，起炉后按要求对安全阀进行热态整定。

3.4频跳类故障处理措施

调整导向环，适当降低导向环高度，会增大蒸汽对阀瓣座的反作用力，提高启闭压差，降低回座压力，即可消除频跳。

结论：安全阀作为承压设备的重要组成部分，具有安全保护作用，为了使安全阀能够长效、可靠的运行，相关技术人员需加大对设备故障的分析力度，做好预防处理措施，提高承压部件的安全性能，避免危害人身、设备安全的事故发生，具有重大意义。

参考文献：

[1]陆培文、高凤琴.阀门设计计算手册.中国标准出版社,2009.

[2]张展.阀门的设计与应用.机械工业出版社,2015.

[3]张清双、尹玉杰、明赐东.阀门手册-选型.化学工业出版社,2013

[4]张汉林、张清双、胡远银.阀门手册-使用与维修.化学工业出版社,2013

作者简介;尹顺（1978-）男 安徽淮北 热能动力工程

大唐淮北发电厂

论文作者:尹 顺

论文发表刊物:当代电力文化》2019年第19期

论文发表时间:2020/4/23

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