闸阀中腔异常升压的危害与防护
闸阀通常有单闸板、双闸板、楔式、平行式等构造设计,其中楔式双闸板(Z42、Z62 系列)及楔式弹性闸板(Z40、Z60 系列)应用最为普遍,前者关闭时闸板自动吻合两侧阀座,自动补偿楔角的加工位置误差;后者则依托闸板中部的弹性槽,靠阀杆的轴向推力补偿楔角的加工位置误差,两者均到达较好的密封效果。正是由于其双侧的优秀密封,在某些场所会产生中腔压力异常升高现象,即当高温高压流体(液体或气体)被封堵于阀门中腔时,若上游侧流体温度升高,中腔流领会被热传送同步升高,由于中腔休积无法扩展,封堵中腔流体由冷态变为热态时,液体可能疾速汽化,招致压力急剧升高,增高的压力常常是几何级数。
阀门超压工作的结果是非常严重的。阀门中腔异常升压时,其承压件及启闭件的工作应力(如阀杆及闸板架的运用应力)均会急剧增加,驱动机构的驱动力会不堪重负,以至无法启动,严重时阀杆拉断、闸板架断裂、电机烧坏,这些现象在许多高压大口径闸阀中屡见不鲜,不少用户常常埋怨这是闸板“咬死”,其实“咬死”的真实缘由常常是中腔的异常升压这一“隐形杀手”。
典型的案例如 Z962Y 系列楔双闸板闸阀运用于火电厂给水系统及其旁路时,这类阀门普通先在冷态作水压实验后关闭,当机组启动时系统温度升高到 250~300℃ 时,由于温度急剧升高,封锁中部的冷态水温会同步急剧升高汽化,使流体体积增大,压力升高,此时若要开启阀门要么驱动力矩足够大,要么阀杆组件强度足够高,否则常常呈现阀杆断裂、闸板架断裂、闸板 T 型槽开花、断裂,使给水泵无法启动,招致严重的停炉停机事故。
异常升压的危害
异常升压的构成在许多闸阀的应用场所会惊人类似地发作,由于其发作的两大要素在许多工业系统是类似的,即系统介质在开机后,由冷态变热态;闸板在冷态关闭,热态时开启。因此若不对系统采取措施,异常升压对系统的毁坏简直是无法防止的,其有 3 方面危害:
(1)对阀门自身的毁坏
阀门壳体、阀盖及阀杆零件的强度普通以阀门的公称压力设计其强度,异常升压时,其开启压力会成倍进步,招致相关零件的运用应力成倍升高,当资料实践应力超越许用应力时,高应力部位会产生断裂毁坏,招致阀门无法开启,阀门整机将损坏或报废。
(2)对系统平安的毁坏
显而易见,壳体、阀盖等承压件超压时是十分风险的,一旦超压其单薄部位或许会先发作穿孔,惹起介质外漏;其填料及自密封圈部位常常会被高压流体冲出,惹起介质大量外漏。当介质是高温气体、有毒气体、有害气体时会愈加严重,以至会形成设备与人员的伤害。
(3)对消费控制流程形成宏大损失
阀门的正常启闭是各类工业流程控制的关键,一旦这种控制无法完成时,系统瘫痪须停机检修,这将会形成宏大的直接或间接损失。
防护措施
从设计、装置、调试等方面动手,从基本上消弭中腔异常升压是完整有可能的,归结常用 3 套计划供广阔用户参考:
(1)阀门内部开设泄压孔
处理中腔异常升压的基本是均衡中腔压力,开设泄压孔是最经济有效的计划,在上游侧闸板及进口侧阀座外圆开设了泄压孔,当中腔压力升高时,中腔压力会自意向上游侧泄放,一直坚持中腔压力与上游侧压力相等,从而防止异常升压的发作。
(2)阀门装置外旁路泄压
对已出厂的阀门可采用装置时外旁路及外设泄压阀降低中腔压力
采用外设带截止阀的旁路联通中腔与上游侧,当主闸板关闭后截止阀可关闭(视中腔温度变化状况,过高时须开启)。当开启主闸阀时,应先行开启旁路截止阀,降低中腔压力后再启动主闸阀。
(3)阀门外部装置专用泄压阀
在闸阀中腔外设泄压阀控制压力范围,设定泄压阀的排放压力为主阀门的额定工作压力,当中腔超压时,自动排放到设定压力,从而维护主闸阀的平安运转。
泄压阀前装置了截止阀,便于泄压阀的调整与检修。泄压阀的压力设定通常可按 1.33PN 思索(PN 为系统阀门的公称应力)。
除此之外,阀门调试时,特别是电动阀调试时,应留意关闭行程及力矩的控制,尽可能将关闭力矩调小些,避免楔死闸板;高温阀门应思索高温状态阀杆热胀惹起的闸板楔死,倡议高温高压大口径闸阀调试时,闸板到位后恰当后退阀杆,防止真正咬死事故的发作。