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危急保安系統(tǒng)隔膜閥故障分析及防范措施
點擊次數(shù)：716 發(fā)布時間：2011-6-30
1 隔膜閥的結(jié)構(gòu)及運行原理
汽輪機采用數(shù)字電液控制系統(tǒng)，其中液動隔膜閥（以下簡稱隔膜閥）是控制油保安油路與潤滑油危急遮斷油路的關(guān)鍵部件，當手動打閘或者主機超速、潤滑油系統(tǒng)危急遮斷油泄去時，隔膜閥上部油壓隨之泄去，閥桿迅速上移，使控制系統(tǒng)保安油與回油連通而泄壓，自動主汽門及調(diào)節(jié)汽門快速關(guān)閉，機組停機。
其主要部件為閥頭（上閥蓋、膜片、下閥蓋、彈簧托盤、彈簧）、閥桿、調(diào)整螺母和閥體。膜片的額定工作壓力為0.69～0.75 MPa，膜片上部建立油壓后，膜片向下運動，在克服彈簧彈力的同時推動閥桿下移，使閥門關(guān)閉；膜片上部失去壓力時彈簧反彈帶動閥桿上移，閥門迅速打開。
2 故障現(xiàn)象
（1）閥蓋密封面泄漏。隔膜閥閥頭由上、下閥蓋及膜片用螺栓緊固組成，上閥蓋與膜片之間的腔室內(nèi)引入主機潤滑油系統(tǒng)危急遮斷油，此密封面自機組投產(chǎn)后持續(xù)發(fā)生泄漏，多次處理效果不佳。
（2）膜片破裂造成油壓消失，隔膜閥打開。隔膜閥/膜片破裂，潤滑油流至高溫管道，只得停機更換新膜片。事后檢查發(fā)現(xiàn)膜片與彈簧托盤接觸的部位有一個直徑3 mm的穿孔。
3 原因分析
（1）調(diào)整油壓的調(diào)整門（用于泄壓）為針型閥，由于受震動等因素的影響，運行中會逐漸關(guān)閉，導致油壓緩慢上升，如調(diào)整不及時，就使膜片在0.80～0.85 MPa超壓下運行，加速了膜片的損壞。另外主機在做超速試驗時，轉(zhuǎn)數(shù)升至3 300 r/min左右，由于調(diào)整不及時，隔膜閥油壓曾經(jīng)升高到0.9 MPa，造成短時超壓。
（2） 上下閥蓋密封面設(shè)計寬度偏小。檢查發(fā)現(xiàn)，泄漏膜片的有效密封寬度（擠壓變形部分）整體小于5 mm，zui窄處僅2 mm。
（3） 上下閥蓋板材厚度僅5 mm，按上閥蓋有效直徑240 mm、油壓0.8 MPa計算，承受壓力約為36 170 N，閥蓋板材受力變形，上下閥蓋的密封平面產(chǎn)生內(nèi)張口，使密封面進一步變窄，泄漏加劇。
（4）膜片安裝工藝不合理。檢修人員不熟悉隔膜閥的結(jié)構(gòu)原理，在安裝新膜片時，未采取松開調(diào)整螺母使彈簧失去作用力的措施，而是在隔膜閥打開的狀態(tài)下進行。由于彈簧托盤處于高位，膜片與上閥蓋接觸，卻與下閥蓋存在20 mm的間隙。為了讓三者緊固在一起，必須用長桿螺栓強行連接（目的是克服彈簧的彈力），此時膜片的螺栓孔受到拉扯變形，容易導致?lián)p傷，并且其螺栓孔的位置相對于閥蓋的螺栓孔向內(nèi)側(cè)偏移并變?yōu)闄E圓，密封面變窄，密封效果變差。
（5） 膜片的膠質(zhì)部分存在氣泡，內(nèi)部有分層現(xiàn)象，而檢修人員在更換前檢查不細，未能及時發(fā)現(xiàn)，安裝后下故障隱患。
（6）膜片意外損傷。存放、安裝過程中未妥善保護膜片，膜片接觸腐蝕性液體或者與工具、零部件（比如彈簧托盤存在凸起的邊角）的尖銳部分碰撞、擠壓，損傷、劃傷膜片表面，未能及時處理，造成泄漏隱患。
4 防范措施
（1） 杜絕膜片超壓運行。運行人員應(yīng)加強監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)油壓超標應(yīng)立即通知檢修人員校驗壓力表。在確認油壓升高后，應(yīng)緩慢旋關(guān)調(diào)整門，將壓力穩(wěn)定在額定范圍內(nèi)。特別要注意在機組升速以及主機超速試驗中，派專人負責就地監(jiān)視油壓并及時調(diào)整。
（2）改造上下閥蓋。經(jīng)過論證和實驗，在保持控制油系統(tǒng)保安油壓不變和不影響隔膜閥特性的情況下，模仿原零件設(shè)計形式新加工閥蓋，將厚度增加到10 mm，密封面寬度向內(nèi)擴展增加到10 mm。此項措施分別于2003，2004年在1，2號機上實施，效果良好，至今未發(fā)生泄漏。
（3）完善膜片安裝工藝。更換膜片前，首先測量、記錄調(diào)整螺母的外露尺寸，將其向下旋出，使彈簧自由、彈簧托盤處于zui低位置。此刻安裝膜片，不再有間隙存在，可以對稱均勻地緊固螺栓。安裝完畢后，將調(diào)整螺母向上旋進至原來位置。
（4）仔細驗貨，杜絕使用不合格產(chǎn)品。膜片要妥善保管存放；安裝過程中要注意不使膜片受到碰撞、劃傷；注意檢查上閥蓋、彈簧托盤，消除毛刺，保持接觸部位光滑。通過上述處理后，隔膜閥運行良好，確保了主設(shè)備的*安全運行。