??? 2.3、沖量安全閥動(dòng)作后主安全閥不動(dòng)作
??? 這種現(xiàn)象通常被稱為主安全門的拒動(dòng)。主安全門拒動(dòng)對(duì)運(yùn)行中的鍋爐來說危害是非常大的,是重大的設(shè)備隱患,嚴(yán)重影響設(shè)備的安全運(yùn)行,一旦運(yùn)行中的壓力容器及管路中的介質(zhì)壓力超過額定值時(shí),主安全門不動(dòng)作,使設(shè)備超壓運(yùn)行極易造成設(shè)備損壞及重大事故。
??? 在分析主安全門拒動(dòng)的原因之前,首先分析一下主安全門的動(dòng)作原理。當(dāng)承壓容器內(nèi)的壓力升至沖量安全閥的整壓力時(shí),沖量安全閥動(dòng)作,介質(zhì)從容器內(nèi)通過管路沖向主安全閥活塞室內(nèi),在活塞室內(nèi)將有一個(gè)微小的擴(kuò)容降壓,假如此時(shí)活塞室內(nèi)的壓強(qiáng)為P1,活塞節(jié)流面積為Shs,此時(shí)作用在活塞上的f1為:
??? f1=P1×Shs……………………(1)
假如此時(shí)承壓容器內(nèi)的介質(zhì)的壓強(qiáng)為P2,閥芯的面積為Sfx,則此時(shí)介質(zhì)對(duì)閥芯一個(gè)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(duì)閥芯向上的拉力設(shè)為f3及將運(yùn)動(dòng)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(shè)為fm,則主安全門的動(dòng)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(duì)閥芯向上的拉力f3及運(yùn)動(dòng)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(shí),即:f1>f2+f3+fm時(shí)主安全門才能啟動(dòng)。
??? 通過實(shí)踐,主安全門拒動(dòng)主要與以下三方面因素有關(guān):
??? 一是閥門運(yùn)動(dòng)部件有卡阻現(xiàn)象。這可能是由于裝配不當(dāng),臟物及雜質(zhì)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(diǎn)等缺陷造成的。這樣就使運(yùn)動(dòng)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(dòng)。
??? 例如,在2001年3號(hào)爐大修前過熱主安全門跑砣試驗(yàn)時(shí),發(fā)生了主安全門拒動(dòng)。檢修時(shí)解體檢查發(fā)現(xiàn),活塞室內(nèi)有大量的銹垢及雜質(zhì),活塞在活塞室內(nèi)無法運(yùn)動(dòng),從而造成了主安全門拒動(dòng)。檢修時(shí)對(duì)活塞,脹圈及活塞室進(jìn)行了除銹處理,對(duì)活塞室溝痕等缺陷進(jìn)行了研磨,裝配前將活塞室內(nèi)壁均勻地涂上鉛粉,并嚴(yán)格按次序?qū)﹂y門進(jìn)行組裝。在鍋爐水壓試驗(yàn)時(shí),對(duì)脈沖管進(jìn)行沖洗,然后將主安全門與沖量安全閥連接,大修后點(diǎn)爐時(shí)再次進(jìn)行安全閥跑砣試驗(yàn)一切正常。
??? 二是主安全門活塞室漏氣量大。當(dāng)閥門活塞室漏氣量大時(shí),式(1)中的f1一項(xiàng)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(dòng)。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(dá)不到密封要求有關(guān)系。
??? 例如,3~9號(hào)爐主安全閥對(duì)活塞環(huán)的質(zhì)量要求是活塞環(huán)的棱角應(yīng)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(yīng)不大于周長的1/6。對(duì)活塞室內(nèi)要求是,活塞室內(nèi)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(yīng)光潔無擦傷,但解體檢修時(shí)檢查發(fā)現(xiàn)每臺(tái)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(yán)重,嚴(yán)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(duì)活塞室內(nèi)表面進(jìn)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(guān)小節(jié)流閥開度,增大進(jìn)入主安全門活塞室的進(jìn)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(jìn)入主安全門活塞室內(nèi)的進(jìn)汽量方法推動(dòng)主安全閥動(dòng)作。
??? 三是主安全閥與沖量安全閥的匹配不當(dāng),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(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)的作用力f1不夠,即f1<f2+f3+fm致使主安全閥閥芯不動(dòng)。這種現(xiàn)象多發(fā)生于主安全閥式?jīng)_量安全閥有一個(gè)更換時(shí),由于考慮不周而造成的。
??? 例如2002年5號(hào)爐大修時(shí),將兩臺(tái)重錘式?jīng)_量安全閥換成兩臺(tái)哈爾濱閥門廠生產(chǎn)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(chǎn)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(hào)爐飽和安全閥定砣完畢,進(jìn)行跑砣試驗(yàn)時(shí)造成主安全閥拒動(dòng)。后來我們將沖量安全閥解體,將其導(dǎo)向套與閥芯配合部分的間隙擴(kuò)大,以增加其通流面積,再次跑砣試驗(yàn)一次成功。所以說沖量安全閥與主安全閥匹配不當(dāng),公稱通徑較小也會(huì)引起主安全閥拒動(dòng)。
??? 2.4、沖量安全閥回座后主安全閥延遲回座時(shí)間過長
??? 發(fā)生這種故障的主要原因有以下兩個(gè)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(dòng)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?yàn)檫@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(nèi)的蒸汽迅速排放掉,從而降低了活塞內(nèi)的壓力,使其作用在活塞上向下運(yùn)動(dòng)的推力迅速減小,閥芯在集汽聯(lián)箱內(nèi)蒸汽介質(zhì)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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