論廢熱鍋爐給水調節閥事故的診斷及處理

　　摘要：論述了廢熱鍋爐氣動調節閥閥芯旋轉事故的診斷及處理。
　　關鍵詞：鍋爐；氣動調節閥；診斷；處理

　　1　概述
　　
　　廢熱鍋爐是中海石油化學股份有限公司化肥一部從意大利引進的，具有90年代先進生產技術的產汽鍋爐。生產能力為100T/H高壓蒸汽，廢熱鍋爐具有FDF運行方式和TEG運行方式。
　　在廢熱鍋爐的儀表設備選型中，鍋爐給水調節閥選用了MASONELIAN生產的高差壓調節閥(FV-02030)，該調節閥調節鍋爐汽包液位的穩定，起到著關鍵的作用。鍋爐給水調節閥(FV-02030)引進汽包三沖量控制，所以鍋爐給水調節閥對生產100T/H高壓蒸汽非常重要。否則，將危及鍋爐及高壓蒸汽的安全穩定運行。
　　中海石油化學股份有限公司化肥一部自1995年投產到2009年14年期間，鍋爐給水調節閥基本上能夠安全穩定運行，但有時會發生對鍋爐汽包液位調節不穩定的緊急情況。2005年在一次開車過程中發現該調節閥(FV-02030)投用后，發現閥芯、閥桿旋轉偏向180°造成反饋桿扭斷，調節閥失控的現象，險些造成汽包泛液的重大事故，嚴重影響了開車的順利進行。
　　下面對鍋爐給水調節閥(FV-02030)本次事故進行全面分析及處理作以下介紹。
　　
　　2　鍋爐給水調節閥(FV-02030)的事故診斷過程
　　
　　2.1　鍋爐給水調節閥(FV-02030)的結構圖(如圖1所示)
　　
　　
　　2.2　鍋爐給水調節閥(FV-02030)的技術指標
　　介質：HP爐水；溫度：120℃；壓力：13MPa；壓差：2.24MPa；液量：96.8T/H；液量特性：等百分比；行程：80mm；閥體尺寸：3；閥體材質：WCC；閥內形式：單座籠式；閥芯材質：17-4PH；閥桿材質：17-4PH閥籠材質：17-4PH；閥座材質：A316STICV：105；膜頭型式：37-41321。
　　
　　2.3　鍋爐給水調節閥(FV-02030)發生事故的原因分析
　　根據故障發生狀態，可能為閥門內平衡密封圈損壞或脫落，閥內件尺寸配合間隙過大，氣動薄膜執行機構等問題。
　　3　鍋爐給水調節閥(FV-02030)的處理過程
　　(1)將該閥工藝隔離、泄壓后一，解體檢修。首先，檢查氣動薄膜執行機構部分沒有發現問題，各緊固件，彈簧預緊力完好。解體閥體部分，發現閥芯與閥籠間平衡密封環(材質為特氟隆R-TFE)安裝方向反向，且有裂紋，初步確定為平衡密封環裝反和損壞，影響該閥的導向、密封，并由于高壓差作用而發生震蕩。
　　(2)在對閥體內件閥芯、閥籠的檢查中，發現閥籠內壁上有密集的環狀凹形痕跡，經實際測量，發現閥籠與閥芯之間間隙尺寸最大處(中間部分)0.6mm，最小處(上下兩端)0.3mm，超出了合理的裝配尺寸，經分析后認為閥芯在高差壓作用下產生高頻振蕩，使閥芯、閥籠間隙量增大，高壓差水流在閥芯、閥籠的間隙中形成渦流致使閥芯轉體，這才是該閥產生故障的直接原因。
　　(3)在處理過程中，閥內平衡密封已無備件，根據滲碳F4具有抗磨性、自潤滑性及溫度使用范圍(耐溫250℃以下)，本人選用滲碳F4加工成C型平衡密封環，并將原平衡密封環內襯螺旋形鋼圈小心拆下，安裝在新加工的平衡密封環內，形成新加工平衡密封環的內骨架。
　　在修復閥芯、閥籠過程中，根據閥內件材質(閥芯材質為AIS117-4PH，同SUS630，國內材料對照為0Cr17Ni4Cu4NB)決定選用SUS316(國內材質為00Cr18Ni14M02Ti)焊條，閥芯表面堆焊，考慮到閥芯較閥籠更容易機械加工，先將閥籠找正后用機床將閥籠內徑車去0.2mm，由閥籠尺寸做為基準來配合加工閥芯，由于該調節閥工藝操作條件獨特，溫度高且差壓大，對閥內件材質選擇、間隙量控制尤其重要，間隙過小，閥芯與閥籠會在工作狀態下發生熱膨脹突然抱死，間隙過大，又會發生閥芯振蕩，產生流量波動。根據其材質的機械性質，在無原廠裝配圖紙的情況下，本人參考國內外同類材質，類似結構形成調節閥的產品技術參數，根據多年的實際工作經驗，將閥籠內徑與閥芯外徑的間隙量控制在0.1mm～0.15mm之間。機加工完成后，閥籠、閥芯實際裝配間隙為0.13mm。回裝投用后，工作狀況穩定，再未發生旋轉現象，經過本次對給水調節閥的事故處理，在投用期間再沒有出現過任何問題，滿足了工藝生產要求。
　　
　　4　結論
　　
　　(1)在調節閥檢修處理中，對調節閥的結構、性能必須熟練掌握。
　　(2)在修復選擇備品備件的替代品時。應根據工藝要求，調節閥自身要求，選擇合理的替代材料及備件。
　　(3)機加工修復的閥內件，應嚴格控制其加工尺寸，保證在尺寸公差范圍內。
　　(4)調節閥裝配嚴格按照裝配程序進行，檢修質量是保證生產穩定運行的關鍵。
　　(5)通過本次對該調節閥的解體檢修，從技術上解決了因機加工修復的閥內件尺寸達到要求，確保了在運行中不再發生潘轉90度的故障，鍋爐給水穩定。