火力發(fā)電干除灰系統(tǒng)進(jìn)料用圓盤閥故障分析與改進(jìn)

　　分析了火力發(fā)電氣力輸灰系統(tǒng)的倉(cāng)泵進(jìn)料用DN200 圓盤閥頻繁出現(xiàn)主軸斷裂和鍵失效問題的原因，介紹了理論計(jì)算和對(duì)比試驗(yàn)的結(jié)果，論述了改進(jìn)措施。

　　1、概述

　　在火力發(fā)電氣力輸灰系統(tǒng)中圓盤閥是關(guān)鍵組成部分，該閥具有卡灰、積灰少，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便等特點(diǎn)。但是DN200 圓盤閥使用過程中出現(xiàn)了主軸斷裂和部分閥門鍵失效的問題。使得干除灰系統(tǒng)無法正常工作。

　　2、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

　　圓盤閥(圖1) 采用雙向閥板結(jié)構(gòu)單向密封，通過旋轉(zhuǎn)主軸帶動(dòng)閥板運(yùn)動(dòng)，閥門開關(guān)動(dòng)作時(shí)的運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。氣缸活塞桿不與介質(zhì)直接接觸，減少了活塞桿的腐蝕和磨損，延長(zhǎng)了氣缸的使用壽命。密封副采用硬質(zhì)合金等材料噴涂，具有較好的機(jī)械性能和耐磨性能，使用壽命更長(zhǎng)。

圖1 圓盤閥

　　3、問題分析與處理

　　3.1、主軸

　　閥門主軸為階梯式軸，斷裂圴發(fā)生在主軸小端的A 截面處(圖2) 。針對(duì)閥門主軸斷裂的問題，分析得出了可能導(dǎo)致問題的原因。

圖2 主軸結(jié)構(gòu)

　　(1) 材質(zhì)缺陷。出現(xiàn)斷裂的主軸都是同一批材料，其他批次材料生產(chǎn)的主軸未見斷裂問題出現(xiàn)。同時(shí)閥門在關(guān)閉過程中頻繁卡住異物造成主軸扭矩過大，頻繁造成沖擊，如果軸的材料存在缺陷或者加工存在缺陷，軸更容易因?yàn)槠�勞損傷而斷裂。

　　(2) 熱處理缺陷。初始設(shè)計(jì)圖紙只表明對(duì)軸進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，未表明具體硬度值，這可能導(dǎo)致熱處理過程中沒有將軸的綜合機(jī)械性能調(diào)質(zhì)到最佳狀態(tài)。

　　(3) 應(yīng)力集中。斷裂面( A 截面) 正好處于軸肩處，由于熱處理原因，軸肩處不可避免存在應(yīng)力集中。并且此處軸肩、螺紋根部、鍵槽端部以及軸端螺紋孔底部處于同一平面上(即A 截面所處的位置)削弱了軸的強(qiáng)度。由于閥門在開關(guān)過程中所受到的應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力，真空技術(shù)網(wǎng)（http://genius-power.com/）認(rèn)為如果在此位置存在加工缺陷，則可能產(chǎn)生疲勞破壞導(dǎo)致軸在此部位斷裂。

　　4、結(jié)語

　　進(jìn)料用圓盤閥經(jīng)過不斷改進(jìn)，完善了其結(jié)構(gòu)和功能，滿足了不同工況系統(tǒng)的需求。