電站閥門面臨的四大技術(shù)性問題
衡量閥門質(zhì)量有以下幾個(gè)指標(biāo)：密封可靠性、動(dòng)作響應(yīng)能力、強(qiáng)度、剛度及壽命等，將閥門作為整個(gè)熱力設(shè)備系統(tǒng)中的基本單元考慮，又存在流固耦合振動(dòng)和振動(dòng)控制的要求。要保證這些指標(biāo)，首先需要解決如下幾個(gè)主要問題。
1. 控制（決定閥門動(dòng)作的可靠性）
主汽閥和再熱汽閥的控制系統(tǒng)故障是汽輪機(jī)五大事故之一，主要表現(xiàn)在開度與設(shè)計(jì)不符，包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)失靈、行程超前、滯后，這些影響到閥門的強(qiáng)度和振動(dòng)。閥門的開度控制直接影響到汽機(jī)的工作狀況，因此受到高度重視，已成為研究的核心問題之一。
近年來，在研究閥門的可靠性方面，智能型閥門是研究的主攻方向，智能型閥門具有自行判斷工況，并實(shí)時(shí)地進(jìn)行自我調(diào)節(jié)的功能。智能型閥門中的關(guān)鍵部件是數(shù)字定位器，數(shù)字定位器用微處理器使閥門的執(zhí)行器準(zhǔn)確定位，監(jiān)視和記錄閥門的有關(guān)數(shù)據(jù)。
2. 強(qiáng)度（應(yīng)滿足壽命、剛性要求）
機(jī)組的頻繁啟動(dòng)對(duì)閥門強(qiáng)度及閥門使用壽命的影響尤為突出，特別是用調(diào)節(jié)閥調(diào)速的汽輪機(jī)，以往研究的重點(diǎn)放在閥門的控制問題上，現(xiàn)在看來強(qiáng)度問題也不容忽視�！秔owerengineering》雜志副主編carolanngiovando撰寫文章強(qiáng)調(diào)科研工作者不應(yīng)把全部的注意力都集中在控制問題上，應(yīng)注意加強(qiáng)對(duì)閥門強(qiáng)度、壽命、密封性的研究，因?yàn)樗鼈兪情y門工作最基本的條件。
（1）由于機(jī)組的頻繁啟動(dòng)，原來的主汽閥有可能不能滿足新的運(yùn)行要求。因?yàn)橐话愕闹髡羝y門是按基本負(fù)荷設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)過程中只按靜壓、溫度、蠕變考核其強(qiáng)度，不存在低周疲勞壽命問題。現(xiàn)在工況變化了，原設(shè)計(jì)就不一定滿足要求。為此，設(shè)計(jì)過程中有必要考慮低周疲勞壽命設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)工況與運(yùn)行工況相一致，以達(dá)到延長壽命的目的。
（2）由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程控制的不準(zhǔn)確性，閥芯對(duì)閥座產(chǎn)生沖擊載荷。有電廠曾經(jīng)出現(xiàn)過閥座碎裂，裂塊被沖進(jìn)汽機(jī)，造成汽輪機(jī)出力急劇下降，轉(zhuǎn)子嚴(yán)重受損的故障。
另外，對(duì)于高壓閥門等，還有氣蝕現(xiàn)象、閥體的原始鑄造缺陷、閥體出現(xiàn)裂紋后的壽命分析與預(yù)測(cè)等課題都值得進(jìn)一步研究。
3 .振動(dòng)
閥門開度變化、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性能不佳和閥體存在泄漏都是產(chǎn)生振動(dòng)的原因，振動(dòng)對(duì)閥門本身傷害很小，但對(duì)整個(gè)機(jī)組影響很大，表現(xiàn)在產(chǎn)生低頻振蕩。
機(jī)組的低頻振蕩分為兩種：一種是油膜振蕩，這是機(jī)組在升速或空載運(yùn)行中，由支撐軸承的油膜產(chǎn)生的；另一種是蒸汽振蕩，它比油膜振蕩復(fù)雜，在蒸汽激振力作用下振動(dòng)，常在機(jī)組帶負(fù)荷后發(fā)生。閥門開度變化和泄漏是產(chǎn)生蒸汽振蕩的重要原因。有資料表明，美國和德國都發(fā)生過蒸汽振蕩毀機(jī)事故，我國也發(fā)生過50mw和200mw汽輪機(jī)的毀機(jī)事故，由于當(dāng)時(shí)缺少實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)記錄，所以故障原因不能確定，但懷疑與兩種低頻振蕩有關(guān)。由此可見，消除和減小蒸汽振蕩非常重要，這要依賴于對(duì)閥門開度變化和對(duì)由泄漏所產(chǎn)生的激振力做系統(tǒng)的研究。通過合理的設(shè)計(jì)閥門開閉行程，可以減小蒸汽振蕩的幾率。
4. 泄漏（內(nèi)漏和外漏）
（1）泄漏不僅是產(chǎn)生振動(dòng)的原因，而且外漏還會(huì)造成污染，內(nèi)漏還會(huì)造成能量損失。解決泄漏問題，在一定程度上可以避免系統(tǒng)發(fā)生振動(dòng)，同時(shí)也可延長設(shè)備的壽命，提高效率。
（2）超臨界機(jī)組的高壓閥門壽命有時(shí)很短，啟動(dòng)幾次就要更換填料。研究新的密封填料或設(shè)計(jì)新的有效密封形式，對(duì)于延長這類高壓閥門的壽命，提高運(yùn)行可靠性是必須的。-
目前，閥門的成套水平不斷提高，只有很好地解決以上幾個(gè)問題，才能保證閥門的綜合性能和較好的整體質(zhì)量。
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