300MW机组高压调节汽阀阀杆断裂原因浅析及处理提议

党小冬

摘要：对高压调节汽阀断裂原因分析，结合生产实际进行深入剖析，消除高压调节汽阀产生断裂的问题根源，降低事故发生风险，提高机组运行安全。

关键词：高压调节汽阀;断裂;震动;应力

1  概述

目前国内常规火电机组300MW机组中，调节汽阀的连接方式普遍采用销钉作为防止阀杆旋转松脱的主要措施。

在长期运行中，调节汽阀其中阀杆与连接头在螺纹连接部位发生松动，螺纹损坏，定位圆柱销及阀杆断裂等质量问题，特别是在#2、#3调节汽阀发生尤为明显，已严重影响机组的正常安全运行经研究分析，主要原因阀杆与连接杆在装配过程中很难达到阀杆顶端与连接杆螺纹底孔平面接触达到≥80%以上的要求，造成在调门关闭过程中阀杆与连接杆的连接螺纹受力超过允许范围，致使阀杆与连接杆螺纹松动、损坏，定位圆柱销及阀杆断裂的情况发生。

断裂情况如下图所示：

2、首次改进

后经过与厂家技术人员沟通，对调节汽阀阀杆连接部位进行改进，采用连接套包裹内置销钉防旋措施，将阀杆防旋销钉内置在外部连接套内，消除了销钉断裂及脱落问题。改进结构如下图所示：

3、阀杆断裂原因分析

改进后，阀门运行稳定，但在长期运行后，仍偶有发生阀杆断裂事故，经过分析认为，虽然经过改进，阀门连接结构更加优化合理，也消除了阀杆防旋销钉脱落风险，但在长期运行当中，受气流的横向冲击力，阀杆横向存在交变应力，从而产生阀杆横向震动，以阀杆螺纹连接部位为支点，带动阀杆头部销钉部位与阀杆同步震动，在长期运行后，由于阀杆头部打有销钉孔，销钉孔在一定程度上减弱了阀杆头部阀杆的刚性，由于机械加工工艺的需要，在加工阀杆头部螺纹部位时，头部必然存在缩颈，导致螺纹部位与阀杆头部差生一个不同直径的交汇区域，在此部位存在应力集中，再加上阀杆的长期震动，将会导致此位置产生裂纹，进而导致阀杆头部断裂，断裂后阀杆受气流冲击，螺纹会慢慢旋出，此时，阀门行程会加长，阀门开度缓慢增加，如不及时发现，阀杆彻底旋出时，将会产生阀门突然关闭，机组甩负荷，严重影响安全生产。

4  改进处理建议

为消除阀杆在气流作用下的震动，从而影响到阀杆头部区域，建议在下连接套与阀杆装配时，增加阀杆紧固螺钉，用以固定阀杆螺纹部位以下的阀杆，增加强制力消除阀杆震动。从而使震动无法传到至螺纹以上部位，保证上部结构只受阀门开启拉力及关闭压力，抑制震动传递，来确保阀杆长期安全运行。

5  结论

通過对高压调节汽阀实际运行状态，从断裂的位置及断裂后产生的问题，进行综合分析，探讨断裂的原因及处理意见，对今后设备结构改进及机组长期安全稳定运行有很大的帮助，高压调节汽阀因长期受气流冲击，加之阀门开度的变化，受力比较复杂，各电厂阀杆断裂事件时有发生，进行阀杆结构改进，彻底消除阀杆、阀杆销子等易发生问题的部位，从而保持机组安全运行，对此类型高压调节汽阀都有很好的参考意义。