火力发电干除灰系统进料用圆盘阀故障分析与改进

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)北京国电富通科技发展有限责任公司 作者:张培林

  分析了火力发电气力输灰系统的仓泵进料用DN200 圆盘阀频繁出现主轴断裂和键失效问题的原因,介绍了理论计算和对比试验的结果,论述了改进措施。

  1、概述

  在火力发电气力输灰系统中圆盘阀是关键组成部分,该阀具有卡灰、积灰少,结构紧凑,安装方便等特点。但是DN200 圆盘阀使用过程中出现了主轴断裂和部分阀门键失效的问题。使得干除灰系统无法正常工作。

  2、结构特点

  圆盘阀(图1) 采用双向阀板结构单向密封,通过旋转主轴带动阀板运动,阀门开关动作时的运动为旋转运动。气缸活塞杆不与介质直接接触,减少了活塞杆的腐蚀和磨损,延长了气缸的使用寿命。密封副采用硬质合金等材料喷涂,具有较好的机械性能和耐磨性能,使用寿命更长。

火力发电干除灰系统进料用圆盘阀故障分析与改进

图1 圆盘阀

  3、问题分析与处理

  3.1、主轴

  阀门主轴为阶梯式轴,断裂圴发生在主轴小端的A 截面处(图2) 。针对阀门主轴断裂的问题,分析得出了可能导致问题的原因。

火力发电干除灰系统进料用圆盘阀故障分析与改进

图2 主轴结构

  (1) 材质缺陷。出现断裂的主轴都是同一批材料,其他批次材料生产的主轴未见断裂问题出现。同时阀门在关闭过程中频繁卡住异物造成主轴扭矩过大,频繁造成冲击,如果轴的材料存在缺陷或者加工存在缺陷,轴更容易因为疲劳损伤而断裂。

  (2) 热处理缺陷。初始设计图纸只表明对轴进行调质处理,未表明具体硬度值,这可能导致热处理过程中没有将轴的综合机械性能调质到最佳状态。

  (3) 应力集中。断裂面( A 截面) 正好处于轴肩处,由于热处理原因,轴肩处不可避免存在应力集中。并且此处轴肩、螺纹根部、键槽端部以及轴端螺纹孔底部处于同一平面上(即A 截面所处的位置)削弱了轴的强度。由于阀门在开关过程中所受到的应力为脉动循环应力,真空技术网(http://www.chvacuum.com/)认为如果在此位置存在加工缺陷,则可能产生疲劳破坏导致轴在此部位断裂。

  4、结语

  进料用圆盘阀经过不断改进,完善了其结构和功能,满足了不同工况系统的需求。

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