閘閥異常升壓的危害與防護(hù)

　　閘閥通常有單閘板、雙閘板、楔式、平行式等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中楔式雙閘板及楔式彈性閘板應(yīng)用，前者關(guān)閉時(shí)閘板自動(dòng)吻合兩側(cè)閥座，自動(dòng)補(bǔ)償楔角的加工位置誤差;后者則依靠閘板中部的彈性槽，靠閥桿的軸向推力補(bǔ)償楔角的加工位置誤差，兩者均達(dá)到較好的密封效果。正是由于其雙側(cè)的優(yōu)良密封,在某些場(chǎng)合會(huì)產(chǎn)生中腔壓力異常升高現(xiàn)象，即當(dāng)高溫高壓流體（液體或氣體）被封堵于閥門(mén)中腔時(shí)，若上游側(cè)流體溫度升高，中腔流體會(huì)被熱傳遞同步升高,由于中腔體積無(wú)法擴(kuò)大，封堵中腔流體由冷態(tài)變?yōu)闊釕B(tài)時(shí)，液體可能迅速汽化，導(dǎo)致壓力急劇升高，增高的壓力常常是幾何級(jí)數(shù)。
　　
　　閥門(mén)超壓工作的后果是十分嚴(yán)重的。閥門(mén)中腔異常升壓時(shí),其承壓件及啟閉件的工作應(yīng)力（如閥桿及閘板架的使用應(yīng)力）均會(huì)急劇增加,驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)力會(huì)不堪重負(fù),甚至無(wú)法啟動(dòng),嚴(yán)重時(shí)閥桿拉斷、閘板架斷裂、電機(jī)燒壞,這些現(xiàn)象在許多高壓大口徑閘閥中屢見(jiàn)不鮮,不少用戶(hù)常常抱怨這是閘板“咬死”,其實(shí)“咬死”的真實(shí)原因常常是中腔的異常升壓這一“隱形殺手”。
　　
　　典型的案例如楔式雙閘板閘閥運(yùn)用于火電廠(chǎng)給水系統(tǒng)及其旁路時(shí),這類(lèi)閥門(mén)一般先在冷態(tài)作水壓試驗(yàn)后關(guān)閉,當(dāng)機(jī)組啟動(dòng)時(shí)系統(tǒng)溫度升高到250～300℃時(shí),由于溫度急劇升高,封閉中部的冷態(tài)水溫會(huì)同步急劇升高汽化,使流體體積增大,壓力升高,此時(shí)若要開(kāi)啟閥門(mén)要么驅(qū)動(dòng)力矩足夠大,要么閥桿組件強(qiáng)度足夠高,否則常常出現(xiàn)閥桿斷裂、閘板架斷裂、閘板T型槽開(kāi)花、斷裂,使給水泵無(wú)法啟動(dòng),導(dǎo)致嚴(yán)重的停爐停機(jī)事故。
　　
　　2、異常升壓的危害
　　
　　異常升壓的形成在許多閘閥的應(yīng)用場(chǎng)合會(huì)驚人相似地發(fā)生,因?yàn)槠浒l(fā)生的兩大要素在許多工業(yè)系統(tǒng)是相似的,即系統(tǒng)介質(zhì)在開(kāi)機(jī)后,由冷態(tài)變熱態(tài);閘板在冷態(tài)關(guān)閉,熱態(tài)時(shí)開(kāi)啟。因而若不對(duì)系統(tǒng)采取措施,異常升壓對(duì)系統(tǒng)的破壞幾乎是無(wú)法避免的,其有3方面危害:
　　
　　（1）對(duì)閥門(mén)本身的破壞
　　
　　閥門(mén)殼體、閥蓋及閥桿零件的強(qiáng)度一般以閥門(mén)的公稱(chēng)壓力設(shè)計(jì)其強(qiáng)度,異常升壓時(shí),其開(kāi)啟壓力會(huì)成倍提高,導(dǎo)致相關(guān)零件的使用應(yīng)力成倍升高,當(dāng)材料實(shí)際應(yīng)力超過(guò)許用應(yīng)力時(shí),高應(yīng)力部位會(huì)產(chǎn)生斷裂破壞,導(dǎo)致閥門(mén)無(wú)法開(kāi)啟,閥門(mén)整機(jī)將損壞或報(bào)廢。
　　
　　（2）對(duì)系統(tǒng)安全的破壞
　　
　　顯而易見(jiàn),殼體、閥蓋等承壓件超壓時(shí)是非常危險(xiǎn)的,一旦超壓其薄弱部位或許會(huì)先發(fā)生穿孔,引起介質(zhì)外漏;其填料及自密封圈部位往往會(huì)被高壓流體沖出,引起介質(zhì)大量外漏。當(dāng)介質(zhì)是高溫氣體、有毒氣體、有害氣體時(shí)會(huì)更加嚴(yán)重,甚至?xí)斐稍O(shè)備與人員的傷害。
　　
　　（3）對(duì)生產(chǎn)控制流程造成巨大損失
　　
　　閥門(mén)的正常啟閉是各類(lèi)工業(yè)流程控制的關(guān)鍵,一旦這種控制無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí),系統(tǒng)癱瘓須停機(jī)檢修,這將會(huì)造成巨大的直接或間接損失。
　　
　　3、防護(hù)措施
　　
　　從設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試等方面入手,從根本上消除中腔異常升壓是*有可能的,歸納常用3套方案供廣大用戶(hù)參考:
　　
　　（1）閥門(mén)內(nèi)部開(kāi)設(shè)泄壓孔
　　
　　解決中腔異常升壓的根本是平衡中腔壓力,開(kāi)設(shè)泄壓孔是有效的方案,分別為在上游側(cè)閘板及進(jìn)口側(cè)閥座外圓開(kāi)設(shè)了泄壓孔,當(dāng)中腔壓力升高時(shí),中腔壓力會(huì)自動(dòng)向上游側(cè)泄放,始終保持中腔壓力與上游側(cè)壓力相等,從而避免異常升壓的發(fā)生。
　　
　　（a）閘板泄壓（b）閘座泄壓