锅炉HPV阀的故障分析及改造建议
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锅炉HPV阀的故障分析及改造建议
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锅炉HPV阀的故障分析及改造建议
张卫军
(国电宝鸡第二发电有限责任公司，陕西 宝鸡 72 1405)
【摘 要】通过对电厂锅炉HPV阀结构与工作原理的介绍，对其故障进行了了深入的分析；并通过对
ERVli目优点和整体效益的介绍，探讨了ERV阀实施的可行性，提出了用ERV类型阀门代替HPVIN的改遗建
议。
【关键词】锅炉；HPVI}q；故障分析；改造建议
0引言 表1 HPV阀设备规范
、＼参数
铭牌整定值 启闭压差 排气量
按照ASME第一篇的规定，直接受热锅炉过热器 名耪卜 型号 (MPa) (％) (kg／h)
HPV阀 Hpv--st·-99w 18．16 2 119838
出口应设置压力泄放阀，其排量应不小于锅炉最大连
续蒸发量的10％，它的主要作用是防止锅炉运行波动
2 HPV阀的结构和原理
引起弹簧安全阀起跳，对弹簧安全阀进行保护。目前
国内亚临界机组和超临界机组均在过热器出口设置压 HPV阀是先导式的电磁泄放阀，常用于管线压力
力泄放阀。 高而流通能力要求不高的场合，HPV阀体由两部分组
国电宝鸡第二发电有限责任公司总装机容量4× 成，即主阀和先导阀。HPV阀是电动操作，依靠先导
300MW，于1998年底开始相继投入运行。锅炉采用 阀控制主阀动作。HPV阀的工作原理是：正常工作时
东方锅炉厂生产的DGl025／18．3．Ⅱ9型亚临界、一次 主阀和先导阀在系统压力的作用下保持密闭；当电磁
中间再热、自然循环、平衡通风、单炉膛n型露天布 线圈带电时，带动线圈中央的衔铁向上运动，通过杠
置、固态排渣、全悬吊结构燃煤汽包锅炉。每台锅炉 杆原理使先导阀(控制阀)打开，使主阀腔内产生压
的过热器出口管道弹簧安全阀之后设计安装了1台由 差，阀瓣向下运动，压缩弹簧，阀门打开；当电磁线
美国安德森格林伍德克罗斯}=P,(Anderson Greenwood 圈失电时，线圈中央的衔铁向下运动，在系统压力的
／Crosby)阀门公司设计制造的HPV阀。 作用下先导阀和主阀先后闭合，保持密闭。这是比较
经典的流体控制原理。HPV阀动作迅速，并且系统压
1 HPV阀的设备规范
力越大，密封面压紧力越大，密封效果越好。
HPV阀设备规范如表1所示。 国电宝鸡第二发电有限责任公司4×300MW机组
圈
2009．6第6期
˝(cid:242)•‰˚(cid:253)(cid:190)(cid:221)塑翌望!∑塑塑垫堕坌塑圣塾望堡坚_瞄娜嗣团匝
自1998年投入运行以来，为缓解陕西电网的高峰用 表2 HPV-ST型压力操纵泄放阀部件材料
电起到了重要作用，但由于结构问题，锅炉HPV阀 部件对照号 部件名称 材料
1 阀体 合金钢
频繁发生故障，在使用过程中经常出现外漏和内漏现
2 导座 哈氏钨铬钴合金
象，在线正常运行时间短，泄漏现象无法彻底解决， 3 阀瓣{主阀) 哈氏钨铬钴合金
4 弹簧(阀瓣主阀) 因康镍合金
严重影响了机组的安全、经济、稳定运行，及时分析 5 喷嘴 合金钢
6 密封圈I喷嘴) 因康镍合金
和解决这个问题，成为电厂十分重要的安全生产课
7 档圈 不锈钢
题。本文通过自己多年实际工作经历，对HPV阀的故 8 防尘罩(先导阀) 不锈钢
9 阀瓣(先导阀) 哈氏钨铬钴合金
障及改造建议分析总结如下。 10 导座(先导阀) 哈氏钨铬钴合金
11 密封圈(先导阀导座) 因康镍合金
12 螺栓(先导阀导座) 合金钢
3 HPV阀的故障分析与探讨 13 镇定垫圈(先导阀) 不锈钢
14 弹簧(先导阀阀瓣) 因康镍合金
15 垫片(集液盘) 无石棉有机物的纤维
3．1 主阀阀体密封设计有问题 16 螺栓(集液盘组装件) 合金钢
17 集液盘组装件 钢
HPV阀结构及部件材料分别如图1和表2所示。主 18 线圈支托 碳钢铸钢
19 螺栓{安装支托) 合金钢
阀喷嘴是通过螺纹固定在阀体上的，主阀密封圈在阀
20 锁定垫圈(安装支托、螺栓) 钢
体与喷嘴之间进行密封，采用线密封方式。由于主阀 2l 线圈 外购
22 线圈底座 钢
经常泄漏需要解体检修，喷嘴不断的反复从阀体上拆 23 螺栓(安装线圈) 合金钢
下，主阀密封圈的线密封面与喷嘴和阀体摩擦，极易 24 锁定垫圈(安装线圈、螺栓) 不锈钢
25 线圈盖 铁皮
损伤造成主阀外漏，尤其是阀体上的密封面造成损伤 26 线圈盖螺钉 钢
27 操作杠杆 不锈钢
时是无法修复的，外漏现象无法消除；另外，HPV阀
28 销(操作杠杆) 不锈钢
的主阀密封圈是碟型镍合金的，当主阀喷嘴通过丝扣 29 联接片(线圈) 不锈钢
30 销(线圈联接片) 不锈钢
与阀体连接时，旋转很容易使密封圈划伤，且旋转时 3l 销(线圈铁芯) 不锈钢
32 调节螺栓(先导阀) 不锈钢
阀体密封圈压缩量没有一个准确的控制，经常导致阀
33 先导阀调节螺栓螺母 不锈钢
体泄漏，针对此问题我们也做过一些技术改造，效果 34 开关(微型) 外购
35 开口销(调节螺栓) 不锈钢
36 开口销(操作杠杆) 不锈钢
37 开口销(线圈铁芯销) 不锈钢
38 开口销(线圈联接片销) 不锈钢
39 螺栓(安装线圈) 合金钢
3．2阀门的动作过程多
HPV阀门的动作过程是：电磁铁动作——先导阀
动作——主阀打开，电磁铁通电后通过杠杆原理传递
力给先导阀，使先导阀动作，导致主阀内产生压力
差，主阀打开。HPV采用电磁铁作为动力源，当通电
时，由于是瞬间电流，产生瞬间力，磁力过大，速度
过快，使电磁铁振动过大，造成损伤，其中任何一个
环节出现问题都会导致阀门故障，经常碰到的情况是
先导阀泄漏导致主阀泄漏。
3．3先导阀的设计有问题
由于设计时只考虑到先导阀对阀门的开启起控制
图1 HPV阀结构 作用，并不需要很大的排放量，根本没有认真考虑到
堕箜!鱼塑■翻
˝(cid:242)•‰˚(cid:253)(cid:190)(cid:221)先导阀要承受17MPa-18MPa的系统压力，因此先导 有气动、电动和液动多种类型执行器可供选择，以便
阀的体积设计很小，从设计角度讲就是在冒险，先导 能非常精确的控制阀门，便于操作。
阀的阀体密封通过四个螺钉压紧，而现实情况是四
4．1 ERV阀的结构和原理
个十毫米的螺钉无法压紧，螺钉断裂很常见，螺钉断
ERV阀结构和材料分别如图2和表3所示。
掉后不易修复；另外，先导阀密封面太窄(只有一毫
米多一些)且小，接近线密封，很容易损伤，而过热
张卫军
(国电宝鸡第二发电有限责任公司，陕西 宝鸡 72 1405)
【摘 要】通过对电厂锅炉HPV阀结构与工作原理的介绍，对其故障进行了了深入的分析；并通过对
ERVli目优点和整体效益的介绍，探讨了ERV阀实施的可行性，提出了用ERV类型阀门代替HPVIN的改遗建
议。
【关键词】锅炉；HPVI}q；故障分析；改造建议
0引言 表1 HPV阀设备规范
、＼参数
铭牌整定值 启闭压差 排气量
按照ASME第一篇的规定，直接受热锅炉过热器 名耪卜 型号 (MPa) (％) (kg／h)
HPV阀 Hpv--st·-99w 18．16 2 119838
出口应设置压力泄放阀，其排量应不小于锅炉最大连
续蒸发量的10％，它的主要作用是防止锅炉运行波动
2 HPV阀的结构和原理
引起弹簧安全阀起跳，对弹簧安全阀进行保护。目前
国内亚临界机组和超临界机组均在过热器出口设置压 HPV阀是先导式的电磁泄放阀，常用于管线压力
力泄放阀。 高而流通能力要求不高的场合，HPV阀体由两部分组
国电宝鸡第二发电有限责任公司总装机容量4× 成，即主阀和先导阀。HPV阀是电动操作，依靠先导
300MW，于1998年底开始相继投入运行。锅炉采用 阀控制主阀动作。HPV阀的工作原理是：正常工作时
东方锅炉厂生产的DGl025／18．3．Ⅱ9型亚临界、一次 主阀和先导阀在系统压力的作用下保持密闭；当电磁
中间再热、自然循环、平衡通风、单炉膛n型露天布 线圈带电时，带动线圈中央的衔铁向上运动，通过杠
置、固态排渣、全悬吊结构燃煤汽包锅炉。每台锅炉 杆原理使先导阀(控制阀)打开，使主阀腔内产生压
的过热器出口管道弹簧安全阀之后设计安装了1台由 差，阀瓣向下运动，压缩弹簧，阀门打开；当电磁线
美国安德森格林伍德克罗斯}=P,(Anderson Greenwood 圈失电时，线圈中央的衔铁向下运动，在系统压力的
／Crosby)阀门公司设计制造的HPV阀。 作用下先导阀和主阀先后闭合，保持密闭。这是比较
经典的流体控制原理。HPV阀动作迅速，并且系统压
1 HPV阀的设备规范
力越大，密封面压紧力越大，密封效果越好。
HPV阀设备规范如表1所示。 国电宝鸡第二发电有限责任公司4×300MW机组
圈
2009．6第6期
˝(cid:242)•‰˚(cid:253)(cid:190)(cid:221)塑翌望!∑塑塑垫堕坌塑圣塾望堡坚_瞄娜嗣团匝
自1998年投入运行以来，为缓解陕西电网的高峰用 表2 HPV-ST型压力操纵泄放阀部件材料
电起到了重要作用，但由于结构问题，锅炉HPV阀 部件对照号 部件名称 材料
1 阀体 合金钢
频繁发生故障，在使用过程中经常出现外漏和内漏现
2 导座 哈氏钨铬钴合金
象，在线正常运行时间短，泄漏现象无法彻底解决， 3 阀瓣{主阀) 哈氏钨铬钴合金
4 弹簧(阀瓣主阀) 因康镍合金
严重影响了机组的安全、经济、稳定运行，及时分析 5 喷嘴 合金钢
6 密封圈I喷嘴) 因康镍合金
和解决这个问题，成为电厂十分重要的安全生产课
7 档圈 不锈钢
题。本文通过自己多年实际工作经历，对HPV阀的故 8 防尘罩(先导阀) 不锈钢
9 阀瓣(先导阀) 哈氏钨铬钴合金
障及改造建议分析总结如下。 10 导座(先导阀) 哈氏钨铬钴合金
11 密封圈(先导阀导座) 因康镍合金
12 螺栓(先导阀导座) 合金钢
3 HPV阀的故障分析与探讨 13 镇定垫圈(先导阀) 不锈钢
14 弹簧(先导阀阀瓣) 因康镍合金
15 垫片(集液盘) 无石棉有机物的纤维
3．1 主阀阀体密封设计有问题 16 螺栓(集液盘组装件) 合金钢
17 集液盘组装件 钢
HPV阀结构及部件材料分别如图1和表2所示。主 18 线圈支托 碳钢铸钢
19 螺栓{安装支托) 合金钢
阀喷嘴是通过螺纹固定在阀体上的，主阀密封圈在阀
20 锁定垫圈(安装支托、螺栓) 钢
体与喷嘴之间进行密封，采用线密封方式。由于主阀 2l 线圈 外购
22 线圈底座 钢
经常泄漏需要解体检修，喷嘴不断的反复从阀体上拆 23 螺栓(安装线圈) 合金钢
下，主阀密封圈的线密封面与喷嘴和阀体摩擦，极易 24 锁定垫圈(安装线圈、螺栓) 不锈钢
25 线圈盖 铁皮
损伤造成主阀外漏，尤其是阀体上的密封面造成损伤 26 线圈盖螺钉 钢
27 操作杠杆 不锈钢
时是无法修复的，外漏现象无法消除；另外，HPV阀
28 销(操作杠杆) 不锈钢
的主阀密封圈是碟型镍合金的，当主阀喷嘴通过丝扣 29 联接片(线圈) 不锈钢
30 销(线圈联接片) 不锈钢
与阀体连接时，旋转很容易使密封圈划伤，且旋转时 3l 销(线圈铁芯) 不锈钢
32 调节螺栓(先导阀) 不锈钢
阀体密封圈压缩量没有一个准确的控制，经常导致阀
33 先导阀调节螺栓螺母 不锈钢
体泄漏，针对此问题我们也做过一些技术改造，效果 34 开关(微型) 外购
35 开口销(调节螺栓) 不锈钢
36 开口销(操作杠杆) 不锈钢
37 开口销(线圈铁芯销) 不锈钢
38 开口销(线圈联接片销) 不锈钢
39 螺栓(安装线圈) 合金钢
3．2阀门的动作过程多
HPV阀门的动作过程是：电磁铁动作——先导阀
动作——主阀打开，电磁铁通电后通过杠杆原理传递
力给先导阀，使先导阀动作，导致主阀内产生压力
差，主阀打开。HPV采用电磁铁作为动力源，当通电
时，由于是瞬间电流，产生瞬间力，磁力过大，速度
过快，使电磁铁振动过大，造成损伤，其中任何一个
环节出现问题都会导致阀门故障，经常碰到的情况是
先导阀泄漏导致主阀泄漏。
3．3先导阀的设计有问题
由于设计时只考虑到先导阀对阀门的开启起控制
图1 HPV阀结构 作用，并不需要很大的排放量，根本没有认真考虑到
堕箜!鱼塑■翻
˝(cid:242)•‰˚(cid:253)(cid:190)(cid:221)先导阀要承受17MPa-18MPa的系统压力，因此先导 有气动、电动和液动多种类型执行器可供选择，以便
阀的体积设计很小，从设计角度讲就是在冒险，先导 能非常精确的控制阀门，便于操作。
阀的阀体密封通过四个螺钉压紧，而现实情况是四
4．1 ERV阀的结构和原理
个十毫米的螺钉无法压紧，螺钉断裂很常见，螺钉断
ERV阀结构和材料分别如图2和表3所示。
掉后不易修复；另外，先导阀密封面太窄(只有一毫
米多一些)且小，接近线密封，很容易损伤，而过热
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