??? 2.3、沖量安全閥動作后主安全閥不動作
??? 這種現象通常被稱為主安全門的拒動。主安全門拒動對運行中的鍋爐來說危害是非常大的,是重大的設備隱患,嚴重影響設備的安全運行,一旦運行中的壓力容器及管路中的介質壓力超過額定值時,主安全門不動作,使設備超壓運行極易造成設備損壞及重大事故。
??? 在分析主安全門拒動的原因之前,首先分析一下主安全門的動作原理。當承壓容器內的壓力升至沖量安全閥的整壓力時,沖量安全閥動作,介質從容器內通過管路沖向主安全閥活塞室內,在活塞室內將有一個微小的擴容降壓,假如此時活塞室內的壓強為P1,活塞節(jié)流面積為Shs,此時作用在活塞上的f1為:
??? f1=P1×Shs……………………(1)
假如此時承壓容器內的介質的壓強為P2,閥芯的面積為Sfx,則此時介質對閥芯一個向上的作用力f2為:
??? f2=P2×Shx..............(2)
??? 通常安全閥的活塞直徑較閥芯直徑大,所以式(1)與式(2)中Shs>SfxP1≈P2
??? 假如將彈簧通過閥桿對閥芯向上的拉力設為f3及將運動部件與固定部件間摩擦力(主要是活塞與活塞室間的摩擦力)設為fm,則主安全門的動作的先決條件:只有作用在活塞上的作用力f1略大于作用在閥芯上使其向上的作用力f2及彈簧通過閥桿對閥芯向上的拉力f3及運動部件與固定部件間摩擦力(主要是活塞與活塞室間的摩擦力)fm之和時,即:f1>f2+f3+fm時主安全門才能啟動。
??? 通過實踐,主安全門拒動主要與以下三方面因素有關:
??? 一是閥門運動部件有卡阻現象。這可能是由于裝配不當,臟物及雜質混入或零件腐蝕;活塞室表面光潔度差,表面損傷,有溝痕硬點等缺陷造成的。這樣就使運動部件與固定部件間摩擦力fm增大,在其他條件不變的情況下f1<f2+f3+fm所以主安全門拒動。
??? 例如,在2001年3號爐大修前過熱主安全門跑砣試驗時,發(fā)生了主安全門拒動。檢修時解體檢查發(fā)現,活塞室內有大量的銹垢及雜質,活塞在活塞室內無法運動,從而造成了主安全門拒動。檢修時對活塞,脹圈及活塞室進行了除銹處理,對活塞室溝痕等缺陷進行了研磨,裝配前將活塞室內壁均勻地涂上鉛粉,并嚴格按次序對閥門進行組裝。在鍋爐水壓試驗時,對脈沖管進行沖洗,然后將主安全門與沖量安全閥連接,大修后點爐時再次進行安全閥跑砣試驗一切正常。
??? 二是主安全門活塞室漏氣量大。當閥門活塞室漏氣量大時,式(1)中的f1一項作用在活塞上的作用力偏小,在其他條件不變的情況下f1<f2+f3+fm所以主安全門拒動。造成活塞室漏氣量大的主要原因與閥門本身的氣密性和活塞環(huán)不符合尺寸要求或活塞環(huán)磨損過大達不到密封要求有關系。
??? 例如,3~9號爐主安全閥對活塞環(huán)的質量要求是活塞環(huán)的棱角應圓滑,自由狀態(tài)開口間隙不大于14,組裝后開口間隙△=1~1.25,活塞與活塞室間隙B=0.12~0.18,活塞環(huán)與活塞室間隙為S=0.08~0.12,活塞環(huán)與活塞室接觸良好,透光應不大于周長的1/6。對活塞室內要求是,活塞室內的溝槽深度不得超過0.08~0.1mm,其橢圓度不超過0.1mm,圓錐度不超過0.1mm,應光潔無擦傷,但解體檢修時檢查發(fā)現每臺爐主安全門的活塞環(huán)、活塞及活塞室都不符合檢修規(guī)程要求,目前一般活塞環(huán)與活塞室的間隙都在S≥0.20,且活塞室表面的缺陷更為嚴重,嚴重地影響了活塞室的汽密性,造成活塞室漏汽量偏大。
??? 消除這種缺陷的方法是:對活塞室內表面進行處理,更換合格的活塞及活塞環(huán),在有節(jié)流閥的沖量安全裝置系統(tǒng)中關小節(jié)流閥開度,增大進入主安全門活塞室的進汽量,在條件允許的情況下也可以通過增加沖量安全閥的行程來增加進入主安全門活塞室內的進汽量方法推動主安全閥動作。
??? 三是主安全閥與沖量安全閥的匹配不當,沖量安全閥的蒸汽流量太小。沖量安全閥的公稱通徑太小,致使流入主安全閥活塞室的蒸汽量不足,推動活塞向下運動的作用力f1不夠,即f1<f2+f3+fm致使主安全閥閥芯不動。這種現象多發(fā)生于主安全閥式沖量安全閥有一個更換時,由于考慮不周而造成的。
??? 例如2002年5號爐大修時,將兩臺重錘式沖量安全閥換成兩臺哈爾濱閥門廠生產A49H-P54100VDg20脈沖式安全閥,此安全閥一般與A42H-P54100VDg125型彈簧式主安全匹配使用,將它與蘇產Dg150×90×250型老式主安全閥配套使用,此種主安全閥與A29H-P54100VDg125型彈簧式主安全閥本比不僅公稱通徑要大而且氣密性較差,在5號爐飽和安全閥定砣完畢,進行跑砣試驗時造成主安全閥拒動。后來我們將沖量安全閥解體,將其導向套與閥芯配合部分的間隙擴大,以增加其通流面積,再次跑砣試驗一次成功。所以說沖量安全閥與主安全閥匹配不當,公稱通徑較小也會引起主安全閥拒動。
??? 2.4、沖量安全閥回座后主安全閥延遲回座時間過長
??? 發(fā)生這種故障的主要原因有以下兩個方面:
??? 一方面是,主安全閥活塞室的漏汽量大小,雖然沖量安全閥回座了,但存在管路中與活塞室中的蒸汽的壓力仍很高,推動活塞向下的力仍很大,所以造成主安全閥回座遲緩,這種故障多發(fā)生于A42Y-P5413.7VDg100型安全閥上,因為這種型式的安全閥活塞室汽封性良好。消除這種故障的方法主要通過開大節(jié)流閥的開度和加大節(jié)流孔徑加以解決,節(jié)流閥的開度開大與節(jié)流孔徑的增加都使留在脈沖管內的蒸汽迅速排放掉,從而降低了活塞內的壓力,使其作用在活塞上向下運動的推力迅速減小,閥芯在集汽聯箱內蒸汽介質向上的推力和主安全閥自身彈簧向上的拉力作用下迅速回座。
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