火力發電干除灰系統進料用圓盤閥故障分析與改進

2016-03-24 張培林 北京國電富通科技發展有限責任公司

  分析了火力發電氣力輸灰系統的倉泵進料用DN200 圓盤閥頻繁出現主軸斷裂和鍵失效問題的原因,介紹了理論計算和對比試驗的結果,論述了改進措施。

  1、概述

  在火力發電氣力輸灰系統中圓盤閥是關鍵組成部分,該閥具有卡灰、積灰少,結構緊湊,安裝方便等特點。但是DN200 圓盤閥使用過程中出現了主軸斷裂和部分閥門鍵失效的問題。使得干除灰系統無法正常工作。

  2、結構特點

  圓盤閥(圖1) 采用雙向閥板結構單向密封,通過旋轉主軸帶動閥板運動,閥門開關動作時的運動為旋轉運動。氣缸活塞桿不與介質直接接觸,減少了活塞桿的腐蝕和磨損,延長了氣缸的使用壽命。密封副采用硬質合金等材料噴涂,具有較好的機械性能和耐磨性能,使用壽命更長。

火力發電干除灰系統進料用圓盤閥故障分析與改進

圖1 圓盤閥

  3、問題分析與處理

  3.1、主軸

  閥門主軸為階梯式軸,斷裂圴發生在主軸小端的A 截面處(圖2) 。針對閥門主軸斷裂的問題,分析得出了可能導致問題的原因。

火力發電干除灰系統進料用圓盤閥故障分析與改進

圖2 主軸結構

  (1) 材質缺陷。出現斷裂的主軸都是同一批材料,其他批次材料生產的主軸未見斷裂問題出現。同時閥門在關閉過程中頻繁卡住異物造成主軸扭矩過大,頻繁造成沖擊,如果軸的材料存在缺陷或者加工存在缺陷,軸更容易因為疲勞損傷而斷裂。

  (2) 熱處理缺陷。初始設計圖紙只表明對軸進行調質處理,未表明具體硬度值,這可能導致熱處理過程中沒有將軸的綜合機械性能調質到最佳狀態。

  (3) 應力集中。斷裂面( A 截面) 正好處于軸肩處,由于熱處理原因,軸肩處不可避免存在應力集中。并且此處軸肩、螺紋根部、鍵槽端部以及軸端螺紋孔底部處于同一平面上(即A 截面所處的位置)削弱了軸的強度。由于閥門在開關過程中所受到的應力為脈動循環應力,真空技術網(http://bjjyhsfdc.com/)認為如果在此位置存在加工缺陷,則可能產生疲勞破壞導致軸在此部位斷裂。

  4、結語

  進料用圓盤閥經過不斷改進,完善了其結構和功能,滿足了不同工況系統的需求。