化學(xué)水處理系統(tǒng)襯膠隔膜閥故障及其檢修維護(hù)

陳益飛，李應(yīng)順

(射陽港發(fā)電有限責(zé)任公司，江蘇 射陽 224300)

襯膠隔膜閥廣泛用于火力發(fā)電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)中，具有防止介質(zhì)對閥體腐蝕的作用?；鹆Πl(fā)電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)使用著大量不同型號的襯膠隔膜閥，其檢修維護(hù)已成為當(dāng)前火電廠化學(xué)水處理設(shè)備檢修工作的一項重要內(nèi)容。江蘇射陽港電廠是建立在黃海之濱的一座火力發(fā)電廠，其化學(xué)水處理系統(tǒng)使用著800多只襯膠隔膜閥，這些隔膜閥近幾年來故障頻繁，每年檢修維護(hù)費(fèi)用巨大。

1 襯膠隔膜閥結(jié)構(gòu)及其工作原理

襯膠隔膜閥是一種特殊形式的截斷閥，它的啟閉件是一塊用橡膠制成的隔膜，隔膜把閥體內(nèi)腔與閥蓋內(nèi)腔及驅(qū)動部件隔開，使位于隔膜上方的閥桿、閥瓣等零件不受介質(zhì)腐蝕，既省去了填料密封結(jié)構(gòu)，又不會產(chǎn)生介質(zhì)外漏。閥門打開時，介質(zhì)從閥座襯膠和隔膜之間通過；閥門關(guān)閉時，閥瓣向下擠壓閥瓣上的隔膜，使隔膜與閥座襯膠層緊密結(jié)合，將管道內(nèi)的介質(zhì)截斷。

典型的襯膠隔膜閥由襯膠閥座、橡膠隔膜、閥瓣、閥蓋、閥桿、手輪等部分組成如圖1所示。

2 襯膠隔膜閥故障原因分析

2.1 襯膠隔膜閥故障情況調(diào)查

對射陽港電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)800多只襯膠隔膜閥2008—2010年故障情況進(jìn)行了調(diào)查統(tǒng)計，統(tǒng)計情況見表1。隔膜閥平均每年的故障次數(shù)達(dá)到89次，其中由于橡膠隔膜損壞而導(dǎo)致的閥門故障達(dá)68次，占閥門總故障的76 %，其他原因造成的閥門故障平均每年只有21次。

表1 化學(xué)水處理系統(tǒng)襯膠隔膜閥故障情況

襯膠隔膜閥組成部分如前所述，其任何一個組成部件出現(xiàn)故障，都會導(dǎo)致整個隔膜閥失效。對射陽港電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)襯膠隔膜閥所有組成部件經(jīng)常發(fā)生的故障及其形成原因進(jìn)行了歸納分析，見表2。

3 襯膠隔膜閥故障消除措施

通過對射陽港電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)襯膠隔膜閥故障進(jìn)行現(xiàn)狀調(diào)查和原因分析，發(fā)現(xiàn)容易發(fā)生故障的部件是橡膠隔膜，同時也找到了其余部件發(fā)生故障的原因。為此，有針對性地制訂了消除襯膠隔膜閥故障的措施。

表2 隔膜閥部件故障原因

3.1 檢查庫存閥門質(zhì)量

一些閥門并非在運(yùn)行中損壞，而是出廠時就帶有缺陷。對射陽港電廠所有尚未使用的庫存襯膠隔膜閥進(jìn)行了檢查，對存在缺陷的襯膠隔膜閥進(jìn)行了處理：

(1) 將所有清江閥門廠的閥門手輪銷更換為10×12的圓鋼；

(2) 型號為EG46J-10-150的閥門，其閥桿均長出11 mm，對其進(jìn)行截除處理；

(3) 1只型號為EG46J-10-150和1只型號為EG46J-10-80的閥門，其橡膠隔膜上有凸起，進(jìn)行了更換處理；

(4) 1只型號為EG46J-10-100閥門閥，其瓣表面不光潔，進(jìn)行了打磨處理。

3.2 消除現(xiàn)場運(yùn)行閥門缺陷

通過分析射陽港電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)閥門現(xiàn)場使用情況，發(fā)現(xiàn)EG46J-10-100，EG46J-10-150，EG46J-10-50 3種型號的閥門發(fā)生故障的次數(shù)最多。這3種閥門主要用在水處理各級過濾器的進(jìn)、出水管道上，現(xiàn)場操作頻繁，容易出現(xiàn)故障。因此，對機(jī)械過濾器、高效過濾器、活性炭過濾器進(jìn)/出水閥等共72只閥門進(jìn)行了抽查，并完成了閥桿截除、手輪銷更換、閥座內(nèi)石英砂、活性炭等雜質(zhì)清理，對磨損的閥瓣、閥座襯膠、橡膠隔膜進(jìn)行打磨更換等維修處理。

3.3 改進(jìn)橡膠隔膜的成分和加工工藝

從故障調(diào)查情況可知，襯膠隔膜閥橡膠隔膜故障占閥門總故障的76 %。因此，消除橡膠隔膜的故障，是減少整個襯膠隔膜閥故障的根本所在。

襯膠隔膜閥橡膠隔膜主要由天然橡膠、耐磨碳黑、硫磺等基材和硫酸鋇、硫化鋅、氧化鋅等化學(xué)添加劑組成。隔膜成品前在高溫高壓釜內(nèi)硫化，改變橡膠物理-化學(xué)性能是其關(guān)鍵工藝。根據(jù)射陽港電廠隔膜閥損壞情況及其運(yùn)行的介質(zhì)環(huán)境要求，閥門生產(chǎn)廠家對化學(xué)水處理系統(tǒng)的橡膠隔膜成分及其制造工藝進(jìn)行了針對性的調(diào)整改進(jìn)(見表3)。

表3 改進(jìn)橡膠隔膜成分和加工工藝

通過橡膠隔膜成分及其加工工藝的改進(jìn)，其性能也發(fā)生了明顯的改進(jìn)。從閥門制造廠家得到的性能數(shù)據(jù)如表4所示。

表4 襯膠隔膜閥橡膠隔膜改進(jìn)前后性能對照

3.4 改善襯膠隔膜閥所在的介質(zhì)環(huán)境

襯膠隔膜閥所在的介質(zhì)環(huán)境對閥門影響很大。射陽港電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)隔膜閥所在的介質(zhì)中含有少量的石英砂、活性炭、淤泥等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)來自于機(jī)械過濾器濾料(石英砂)、活性炭過濾器濾料(活性炭)。在長期運(yùn)行中，這些雜質(zhì)進(jìn)入閥體并逐漸積累，對閥座襯膠、隔膜、閥瓣造成直接磨損。因此，對機(jī)械過濾器和石英砂過濾器濾料及其配水裝置進(jìn)行了檢查處理，徹底消除了介質(zhì)中濾料雜質(zhì)的存在。

3.4.1 機(jī)械過濾器的檢查處理

(1) 對1，2，3號機(jī)械過濾器部分石英砂濾料進(jìn)行篩分，剔除破碎不合格的石英砂，并對缺失的石英砂進(jìn)行添補(bǔ)。

(2) 對1，2，3號機(jī)械過濾器出水配水裝置增加濾網(wǎng)，對破碎的石英砂進(jìn)行攔截。

3.4.2 活性炭過濾器的檢查處理

(1) 對1，2，3號活性炭過濾器中細(xì)碎的活性炭濾料用大流量反洗的方式進(jìn)行去除，并對缺失的活性炭進(jìn)行添補(bǔ)。

(2) 對1，2，3號活性炭過濾器出水配水裝置增加濾網(wǎng)，對破碎的活性炭進(jìn)行攔截。

4 故障消除效果

采取了上述措施后，射陽港電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)襯膠隔膜閥故障發(fā)生率有了明顯的下降(見表5)。從2011年前4個月的運(yùn)行情況看，隔膜閥故障只發(fā)生過9次，其中橡膠隔膜故障5次。

表5 故障消除效果

5 結(jié)束語

射陽港電廠化學(xué)水處理系統(tǒng)襯膠隔膜閥故障發(fā)生的成因及所采取的消除措施，具有典型性和代表性，可借鑒到火電廠其他腐蝕性介質(zhì)系統(tǒng)襯膠隔膜閥的檢修維護(hù)中，如凝結(jié)水精處理系統(tǒng)、煙氣脫硫系統(tǒng)、煙氣脫硝系統(tǒng)等。襯膠隔膜閥價格昂貴，小型號隔膜閥上千元，大型號隔膜閥上萬元。一般火電廠都使用著數(shù)千只襯膠隔膜閥，采取正確的檢修維護(hù)方法，可為火電企業(yè)節(jié)約數(shù)量可觀的設(shè)備維修費(fèi)用。同時，隔膜閥故障率下降，也減少了由于隔膜閥缺陷而導(dǎo)致的環(huán)境污染和人體傷害，保障了火電廠的安全生產(chǎn)。

參考資料：

1 劉志勇．電廠化學(xué)設(shè)備檢修[M]．北京：中國電力出版社，2005.