閘閥中(zhōng)腔異常升壓的危害與防(fáng)護

閘(zhá)閥通常(cháng)有單閘(zhá)板、雙閘板、楔式、平行式等(děng)結構設計,其中楔式雙閘板(bǎn)(Z42、Z62係列)及楔式彈性閘板(Z40、Z60係列)應用最為廣泛,前者關閉時(shí)閘板自動吻合兩側閥座(zuò),自動補償楔角的加工位置誤差;後者則依靠閘板中(zhōng)部的彈性槽,靠閥杆的軸向(xiàng)推力補償楔角的加工(gōng)位置誤差(chà),兩者均達到較好的密封效果。正是由於其雙側的優良密封,在某些場合會產生中腔壓力異常升高現(xiàn)象(xiàng),即當高溫高壓流體(tǐ)(液體或氣體(tǐ))被封堵於閥門中腔時,若上(shàng)遊側流體溫度升高,中腔流體會被熱傳遞同步(bù)升高,由於(yú)中腔體積(jī)無法擴大(dà),封堵中腔流體由冷態變為熱態時,液體可能迅速汽化,導(dǎo)致壓力急劇升高,增高的壓力(lì)常常是幾何級數。
閥門超壓工作的後果是十分嚴重的。閥門中腔異常升(shēng)壓時,其承壓件及啟閉件的工作應力(如閥杆及閘板架的使用應力)均會急劇(jù)增加,驅動機構的驅動力會(huì)不堪重負,甚至(zhì)無法啟動,嚴(yán)重時(shí)閥杆拉斷、閘板架斷裂、電機燒壞,這些現(xiàn)象在許多高壓大口徑閘閥中屢(lǚ)見(jiàn)不鮮(xiān),不少用戶常常抱怨這是閘板“咬死”,其實“咬死”的(de)真(zhēn)實原因常常是中腔的異常升壓這一“隱形殺手”。
典型的案例如Z962Y係(xì)列楔雙閘板閘(zhá)閥運用於火電廠(chǎng)給水係統及(jí)其(qí)旁路時,這類閥門一般先在冷態作水壓試驗後關閉,當機組啟動時係統溫度升高到250~300℃時,由於溫度急劇升(shēng)高,封閉中部的冷態水溫會同步急劇升高汽化(huà),使(shǐ)流體體積增大(dà),壓力升高,此時若要開啟閥門要麽驅動力(lì)矩足夠(gòu)大,要麽閥杆組件強度足夠高,否則常常出現閥杆斷裂、閘(zhá)板架(jià)斷裂、閘板T型槽開花(huā)、斷裂,使給水泵無法啟動,導致嚴(yán)重的停爐停機事故(gù)。
異(yì)常升壓的危害
異常升壓的形(xíng)成在許多閘閥的應用場合會驚人相似地發生,因為其發生的兩大要素在許多工業係統是(shì)相(xiàng)似的,即係統介質在開機後,由冷態變熱態;閘板在冷態關閉,熱態時開啟。因而若不對係統采取措施,異常升壓對(duì)係統的破(pò)壞幾乎是無法(fǎ)避免的,其有3方麵(miàn)危害:
(1)對閥門本(běn)身的破壞(huài)
閥門殼體(tǐ)、閥(fá)蓋及閥杆零件的強度一般以閥門的公稱壓力設計其強度,異常升壓時,其開啟壓力會成倍提(tí)高,導(dǎo)致相關零件(jiàn)的使用應力成(chéng)倍升高,當材料(liào)實際應力超過許用(yòng)應力時,高應力部位會產生(shēng)斷裂破壞,導致閥門無法開啟,閥門整機將損壞或報廢。
(2)對係統安全(quán)的破壞
顯而易見,殼體、閥蓋等承壓件超壓時是(shì)非常危險的,一(yī)旦超壓其薄弱部位或許(xǔ)會先發生(shēng)穿孔,引起介(jiè)質外漏;其填料及自密(mì)封圈部位往往(wǎng)會被高壓流體衝(chōng)出,引起介質大量外漏。當介(jiè)質是高溫氣體、有毒氣體、有害氣體時會更加嚴重,甚至(zhì)會造成設(shè)備與人員的傷害。
(3)對生產控製流程造成巨大(dà)損失
閥門的正常(cháng)啟閉是(shì)各類工業流程控製的(de)關鍵,一(yī)旦(dàn)這種控製無法實現時,係統癱瘓須停機檢修,這將會造成巨大的直接(jiē)或間接損失。
防護措施
從設計、安裝、調試等方麵入手,從根(gēn)本上(shàng)消除中腔異常升(shēng)壓(yā)是完全有可能的(de),歸納常用3套方(fāng)案供廣大用戶參考(kǎo):
(1)閥門內部(bù)開設泄壓孔
解決中腔異常(cháng)升(shēng)壓的根本是平(píng)衡中腔壓力,開設泄壓孔是最經濟有效的方案,在上遊側閘板及進口側閥座外圓(yuán)開設了泄壓孔,當中腔壓(yā)力升高時,中腔壓力會自動向上遊側泄放,始終保持中腔壓力與上遊側壓力相等,從而避免異常升壓的發生。
(2)閥門安裝外旁路泄壓
對(duì)已出廠的閥(fá)門可采用安裝時外旁路及外設泄壓閥降低中腔壓力采用外(wài)設(shè)帶截止(zhǐ)閥的旁路聯通中腔與上遊側,當主(zhǔ)閘板關閉後截止閥可關閉(視中腔(qiāng)溫度變化情況,過高時須開啟)。當開啟主閘閥時,應先行開啟旁路截(jié)止閥,降低中腔壓力後再啟動主閘閥。
(3)閥門外部安裝專用泄壓閥
在閘閥中腔外設泄壓閥控製壓力範圍,設定泄壓閥的排放壓力為主閥門(mén)的額定工作壓力,當中腔超(chāo)壓時,自動(dòng)排放(fàng)到設定壓力,從(cóng)而維護主閘(zhá)閥的安全運行。
泄(xiè)壓閥前安裝了截止閥(fá),便於泄壓閥的調整與檢修。泄壓閥的壓(yā)力設定通常可按1.33PN考慮(PN為係統閥門的公稱應力)。
除此之外,閥(fá)門(mén)調試時,尤其是電動閥調試時,應注意關閉行程及力矩的控製,盡可能將(jiāng)關閉力矩調小(xiǎo)些,防止楔死閘板;高溫閥門應考(kǎo)慮高溫狀態閥杆熱脹引起的閘板楔死,建議高溫(wēn)高壓大口徑閘閥調(diào)試時,閘板到位後適當後(hòu)退閥杆,避免(miǎn)真正咬死事故的發生。








