论废热锅炉给水调节阀事故的诊断及处理
作者：小向 来源：智科调节阀 2017-04-14 浏览量：1554
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论废热锅炉给水调节阀事故的诊断及处理
1 概述
废热锅炉是中海石油化学股份有限公司化肥一部从意大利引进的，具有90年代先进生产技术的产汽锅炉。生产能力为100T/H高压蒸汽，废热锅炉具有FDF运行方式和TEG运行方式。
在废热锅炉的仪表设备选型中，锅炉给水调节阀选用了MASONELIAN生产的高差压调节阀(FV-02030)，该调节阀调节锅炉汽包液位的稳定，起到着关键的作用。锅炉给水调节阀(FV-02030)引进汽包三冲量控制，所以锅炉给水调节阀对生产100T/H高压蒸汽非常重要。否则，将危及锅炉及高压蒸汽的安全稳定运行。
中海石油化学股份有限公司化肥一部自1995年投产到2009年14年期间，锅炉给水调节阀基本上能够安全稳定运行，但有时会发生对锅炉汽包液位调节不稳定的紧急情况。2005年在一次开车过程中发现该调节阀(FV-02030)投用后，发现阀芯、阀杆旋转偏向180°造成反馈杆扭断，调节阀失控的现象，险些造成汽包泛液的重大事故，严重影响了开车的顺利进行。
下面对锅炉给水调节阀(FV-02030)本次事故进行全面分析及处理作以下介绍。
2 锅炉给水调节阀(FV-02030)的事故诊断过程
2.1 锅炉给水调节阀(FV-02030)的结构图(如图1所示)
2.2 锅炉给水调节阀(FV-02030)的技术指标
介质：HP炉水；温度：120℃；压力：13MPa；压差：2.24MPa；液量：96.8T/H；液量特性：等百分比；行程：80mm；阀体尺寸：3；阀体材质：WCC；阀内形式：单座笼式；阀芯材质：17-4PH；阀杆材质：17-4PH阀笼材质：17-4PH；阀座材质：A316STICV：105；膜头型式：37-41321。
2.3 锅炉给水调节阀(FV-02030)发生事故的原因分析
根据故障发生状态，可能为阀门内平衡密封圈损坏或脱落，阀内件尺寸配合间隙过大，气动薄膜执行机构等问题。
3 锅炉给水调节阀(FV-02030)的处理过程
(1)将该阀工艺隔离、泄压后一，解体检修。首先，检查气动薄膜执行机构部分没有发现问题，各紧固件，弹簧预紧力完好。解体阀体部分，发现阀芯与阀笼间平衡密封环(材质为特氟隆R-TFE)安装方向反向，且有裂纹，初步确定为平衡密封环装反和损坏，影响该阀的导向、密封，并由于高压差作用而发生震荡。
(2)在对阀体内件阀芯、阀笼的检查中，发现阀笼内壁上有密集的环状凹形痕迹，经实际测量，发现阀笼与阀芯之间间隙尺寸最大处(中间部分)0.6mm，最小处(上下两端)0.3mm，超出了合理的装配尺寸，经分析后认为阀芯在高差压作用下产生高频振荡，使阀芯、阀笼间隙量增大，高压差水流在阀芯、阀笼的间隙中形成涡流致使阀芯转体，这才是该阀产生故障的直接原因。
(3)在处理过程中，阀内平衡密封已无备件，根据渗碳F4具有抗磨性、自润滑性及温度使用范围(耐温250℃以下)，本人选用渗碳F4加工成C型平衡密封环，并将原平衡密封环内衬螺旋形钢圈小心拆下，安装在新加工的平衡密封环内，形成新加工平衡密封环的内骨架。
在修复阀芯、阀笼过程中，根据阀内件材质(阀芯材质为AIS117-4PH，同SUS630，国内材料对照为0Cr17Ni4Cu4NB)决定选用SUS316(国内材质为00Cr18Ni14M02Ti)焊条，阀芯表面堆焊，考虑到阀芯较阀笼更容易机械加工，先将阀笼找正后用机床将阀笼内径车去0.2mm，由阀笼尺寸做为基准来配合加工阀芯，由于该调节阀工艺操作条件独特，温度高且差压大，对阀内件材质选择、间隙量控制尤其重要，间隙过小，阀芯与阀笼会在工作状态下发生热膨胀突然抱死，间隙过大，又会发生阀芯振荡，产生流量波动。根据其材质的机械性质，在无原厂装配图纸的情况下，本人参考国内外同类材质，类似结构形成调节阀的产品技术参数，根据多年的实际工作经验，将阀笼内径与阀芯外径的间隙量控制在0.1mm～0.15mm之间。机加工完成后，阀笼、阀芯实际装配间隙为0.13mm。回装投用后，工作状况稳定，再未发生旋转现象，经过本次对给水调节阀的事故处理，在投用期间再没有出现过任何问题，满足了工艺生产要求。
4 结论
(1)在调节阀检修处理中，对调节阀的结构、性能必须熟练掌握。
(2)在修复选择备品备件的替代品时。应根据工艺要求，调节阀自身要求，选择合理的替代材料及备件。
(3)机加工修复的阀内件，应严格控制其加工尺寸，保证在尺寸公差范围内。
(4)调节阀装配严格按照装配程序进行，检修质量是保证生产稳定运行的关键。
(5)通过本次对该调节阀的解体检修，从技术上解决了因机加工修复的阀内件尺寸达到要求，确保了在运行中不再发生潘转90度的故障，锅炉给水稳定。
废热锅炉是中海石油化学股份有限公司化肥一部从意大利引进的，具有90年代先进生产技术的产汽锅炉。生产能力为100T/H高压蒸汽，废热锅炉具有FDF运行方式和TEG运行方式。
在废热锅炉的仪表设备选型中，锅炉给水调节阀选用了MASONELIAN生产的高差压调节阀(FV-02030)，该调节阀调节锅炉汽包液位的稳定，起到着关键的作用。锅炉给水调节阀(FV-02030)引进汽包三冲量控制，所以锅炉给水调节阀对生产100T/H高压蒸汽非常重要。否则，将危及锅炉及高压蒸汽的安全稳定运行。
中海石油化学股份有限公司化肥一部自1995年投产到2009年14年期间，锅炉给水调节阀基本上能够安全稳定运行，但有时会发生对锅炉汽包液位调节不稳定的紧急情况。2005年在一次开车过程中发现该调节阀(FV-02030)投用后，发现阀芯、阀杆旋转偏向180°造成反馈杆扭断，调节阀失控的现象，险些造成汽包泛液的重大事故，严重影响了开车的顺利进行。
下面对锅炉给水调节阀(FV-02030)本次事故进行全面分析及处理作以下介绍。
2 锅炉给水调节阀(FV-02030)的事故诊断过程
2.1 锅炉给水调节阀(FV-02030)的结构图(如图1所示)
2.2 锅炉给水调节阀(FV-02030)的技术指标
介质：HP炉水；温度：120℃；压力：13MPa；压差：2.24MPa；液量：96.8T/H；液量特性：等百分比；行程：80mm；阀体尺寸：3；阀体材质：WCC；阀内形式：单座笼式；阀芯材质：17-4PH；阀杆材质：17-4PH阀笼材质：17-4PH；阀座材质：A316STICV：105；膜头型式：37-41321。
2.3 锅炉给水调节阀(FV-02030)发生事故的原因分析
根据故障发生状态，可能为阀门内平衡密封圈损坏或脱落，阀内件尺寸配合间隙过大，气动薄膜执行机构等问题。
3 锅炉给水调节阀(FV-02030)的处理过程
(1)将该阀工艺隔离、泄压后一，解体检修。首先，检查气动薄膜执行机构部分没有发现问题，各紧固件，弹簧预紧力完好。解体阀体部分，发现阀芯与阀笼间平衡密封环(材质为特氟隆R-TFE)安装方向反向，且有裂纹，初步确定为平衡密封环装反和损坏，影响该阀的导向、密封，并由于高压差作用而发生震荡。
(2)在对阀体内件阀芯、阀笼的检查中，发现阀笼内壁上有密集的环状凹形痕迹，经实际测量，发现阀笼与阀芯之间间隙尺寸最大处(中间部分)0.6mm，最小处(上下两端)0.3mm，超出了合理的装配尺寸，经分析后认为阀芯在高差压作用下产生高频振荡，使阀芯、阀笼间隙量增大，高压差水流在阀芯、阀笼的间隙中形成涡流致使阀芯转体，这才是该阀产生故障的直接原因。
(3)在处理过程中，阀内平衡密封已无备件，根据渗碳F4具有抗磨性、自润滑性及温度使用范围(耐温250℃以下)，本人选用渗碳F4加工成C型平衡密封环，并将原平衡密封环内衬螺旋形钢圈小心拆下，安装在新加工的平衡密封环内，形成新加工平衡密封环的内骨架。
在修复阀芯、阀笼过程中，根据阀内件材质(阀芯材质为AIS117-4PH，同SUS630，国内材料对照为0Cr17Ni4Cu4NB)决定选用SUS316(国内材质为00Cr18Ni14M02Ti)焊条，阀芯表面堆焊，考虑到阀芯较阀笼更容易机械加工，先将阀笼找正后用机床将阀笼内径车去0.2mm，由阀笼尺寸做为基准来配合加工阀芯，由于该调节阀工艺操作条件独特，温度高且差压大，对阀内件材质选择、间隙量控制尤其重要，间隙过小，阀芯与阀笼会在工作状态下发生热膨胀突然抱死，间隙过大，又会发生阀芯振荡，产生流量波动。根据其材质的机械性质，在无原厂装配图纸的情况下，本人参考国内外同类材质，类似结构形成调节阀的产品技术参数，根据多年的实际工作经验，将阀笼内径与阀芯外径的间隙量控制在0.1mm～0.15mm之间。机加工完成后，阀笼、阀芯实际装配间隙为0.13mm。回装投用后，工作状况稳定，再未发生旋转现象，经过本次对给水调节阀的事故处理，在投用期间再没有出现过任何问题，满足了工艺生产要求。
4 结论
(1)在调节阀检修处理中，对调节阀的结构、性能必须熟练掌握。
(2)在修复选择备品备件的替代品时。应根据工艺要求，调节阀自身要求，选择合理的替代材料及备件。
(3)机加工修复的阀内件，应严格控制其加工尺寸，保证在尺寸公差范围内。
(4)调节阀装配严格按照装配程序进行，检修质量是保证生产稳定运行的关键。
(5)通过本次对该调节阀的解体检修，从技术上解决了因机加工修复的阀内件尺寸达到要求，确保了在运行中不再发生潘转90度的故障，锅炉给水稳定。