电站阀门面临的技术问题及解决对策

大风歌深

随着科学技术的不断进步，社会经济的快速发展，我国各行各业都有了显著的进步。而电站阀门技术也不例外，在其行业里同样迎来的全新的挑战。阀门在电站系统中有着至关重要的作用，是无法替代的流体控制设备，同样，在电站的事故中也有很大一部分来源于阀门的故障所引发的，因此科技日新月异的今天，要及时解决电站阀门存在的技术问题，并科学有效地解决，为其发展铺设更顺畅的道路。文章详细分析了电站阀门所存在的技术性问题，并针对这些问题阐述了一些解决方法，希望能够带来一定的参考价值。

阀门是各类管网系统中的非常重要的一环，有着咽喉之称。如果阀门在质量和性能上出现问题就会导致一些重大事故的发生，如泄露、停产等等，会严重妨碍工业生产的运行，并且还会给人们的生命财产安全造成一定的损失，后果极为严重。根据资料介绍，全球每年的重大生产事故中三分之一都是由于阀门的问题造成的。而在电力行业中，阀门存在的隐患同样会带来较大的经济损失。电站阀门是与电站主辅机设备，系统有着密切的联系，相互依存，但通用阀门又不能对其完全取代的特殊阀门。在由锅炉和汽机等设备组成的热力、供水等管网系统中，各种阀门分别分布在主蒸汽系统、给水系统及旁路系统中。批量小、规格型式多、制造难度大是电站阀门的特点，而电站阀门在生产与设计上往往存在较大难度。由于阀门所处环境的特殊，并且较为严峻，因此要高度重视阀门的材料，并对其有严格的要求。

1、对阀门进行研究的必要性
1工况的变化

最近几年的新兴电厂基本上都采用了超临界机组等新技术，随着大机组参与调峰和超超临界机组投产运行，使得阀门的运行工况更加恶劣。现在，高参数的工况意味着阀门在各个方面的性能都需有所提高。

2经济方面

电站阀门是电站辅机的重要部分，因此需要上千只配套的阀门，而大量的阀门所带来的能量损失必定不容小觑，较为庞大，其中主要包括泄露和损耗。如何在降低能量损耗的同时又能保证生产的经济性是目前研究的主要方面。比如泄露问题可以通过加强泄露监测或是提高阀芯控制精度，改变密封结构来采取有效措施。

3存在较多问题，对阀门失效机理的开展较少

在对其日常的应用中能够得知，阀门的问题具有多面性，如阀门的密封性能、阀门的寿命、阀门的强度等等。因此，要提高对阀门失效机理的研究力度。

2、电站阀门面临的技术问题

考察阀门的质量主要检测的指标包括：动作响应能力、密封性能、强度与刚度以及阀门的寿命等等。下面将会进行具体的说明。

2.1控制决定阀门动作的可靠性

其核心问题之一就是阀门的开度控制，它对汽轮机的工作状况有一定的影响，因此被格外重视。汽轮机的五大事故之一是主汽阀和再热气阀的控制系统故障。在相应的工作中，表现为阀门设计，开度存在差异，传动机构不灵敏，行程超前或是拖后。这些问题都会对阀门的强度有很大程度的影响。为了使阀门更为安全可靠，对其可靠性的研究成为了现今的主要问题，而智能型阀门尤为重要。智能型阀门能够对工况进行自我调节，功能较为全面，其受到数字定位器控制，其充分利用微处理技术使得定位更为准确，数据更加可靠。

2.2强度应满足寿命、刚性要求

（1）机组的频繁启动会带来主汽阀无法满足运行要求，常规的主蒸汽阀门都是根据基本负荷来计算设计的，通常根据静压、温度等来考核它的强度。而当工况改变，从前的设计就会出现一些问题，并且再无法满足要求，要在设计过程中考虑低周疲劳寿命设计。设计出的工况能够妥善运用到运行工况中，从而可以延长其寿命。

（2）阀芯对阀座会产生冲击载荷，这是由于执行机构行程控制的不准确性带来的。在以往的工程中曾出现过此种情况，比如电厂阀座破裂后，裂块进入汽机，使其出力急速下降，转子受损，故障严重。除此之外，高压阀门中的气蚀问题、阀体原始铸造缺陷等都需要进一步分析和研究。

2.3振度

振动所带来的损伤主要体现在对整个机组的影响上，如果单独提到振动对阀门的损害，其实并不大。而阀门开度变化、执行机构的动态性能不佳和阀体存在泄漏都是产生振动的原因。机组的低频振荡包括油膜振荡和蒸汽振荡。前者是由于机组空载运行时，由于支撑轴承的油膜所产生的，后者则一般发生在机组带负荷后，在蒸汽激振力作用下振动。蒸汽振荡的主要原因是阀门开度变化与泄漏。通过对以往故障的总结，可以发现这其中包括两种低频振荡，并根据度其的影响因素展开系统的研究。利用科学有效的方式设计阀门开闭行程，从而降低蒸汽振荡发生的几率。

2.4泄漏（内漏和外漏）

（1）泄漏所带来的问题是多方面的，带来的影响也不容小觑，这不仅仅是因为它是泄漏产生的原因。泄漏包括内漏和外漏，内漏会带来能量的损失，外漏则会带来严重污染。如果较好地解决泄漏问题，那么对提高设备的寿命将会很有帮助。

（2）超临界机组的高压阀门寿命有时候会非常短，更换填料的频率较快，要想提高阀门运行的可靠性，延长其寿命，可以考虑利用新的密封填料或者形式，以达到较好的效果。阀门的综合性能和整体质量的保证与提高则需要以上方法来达到。

3、对策探讨

为了提高工作的效率，国内外技术工作者对此进行了大量研究，提出了新的维修指导思路，即节约能源、操作安全、维修进一步简化、使阀门更加可靠。

3.1开展控制、振动、强度等问题的相关性研究

电站阀门具有复杂性，并且关联性较强，也正因此开展专门的课题研究非常必要，从根本上找到问题所在，并进行进一步处理，对强度、振动、泄漏等进行专门研究。此外，进行的全面研究包括多工况共同作用下的耐磨、抗震防火、热态、静力、稳定性等等。

3.2对重要阀门进行状态监测

在工业生产中，在线监测技术的应用较为普遍，但是在阀门方面其水平并不高。在线监测利用了先进的技术水平，是将现代科学技术运用到了电站阀门的工作当中，这样可以实时获得阀门工作的数据，并且对维修经费和对操作性能的选择与优化都能够提供较大帮助，并能够降低费用。这也是阀门发展的必然趋势。适当将重点投入到控制系统的改善与实时故障的诊断上，能够更好的获得较大经济效益，在这方面，国外的一些阀门制造厂的例子可以有效说明。但是，目前国内这方面的研究不是很多，原因体现在以下三个方面：

（1）想要直接获得满足监测的关键信号，无法直接得到，信号无法反应得出真实情况。阀门内压力信号的获得，一般情况下，可以取得进口压力和出口压力。但在阀门内部由于节流特性的影响以及压力分布并不简单，所以不容易得到真实规律。

（2）其所涉及到方方面面的技术知识，包括数控技术、通讯技术等，想要将问题较好地解决，则需要多方面结合来工作。

（3）对这方面的重视力度还不够。

科学技术不断发展，社会经济奋勇前行。而电站阀门是一类涉及到多方面的机电产品，由于其复杂性使得在使用的过程中往往存在一些问题，需要及时发现和解决。本文对电站阀门存在的一些技术问题进行了比较详细地分析，并提出了一些解决对策，以期能够为相关行业工作人员提供一定的帮助。