锅炉等离子载体风减压阀失效原因和对策分析

锅炉等离子载体风减压阀失效

原因和对策分析

一、载体风减压阀使用概况

某600MW火电机组采用直吹中速磨，等离子点火，锅炉等离子载体风输入气源采用仪用压缩空气，经过减压阀减压后进入等离子系统作为载体风使用，如下图所示：

旁路阀输出端减压阀输入端

2011年#1、#2锅炉等离子载体风减压阀投用后1年内先后损坏，载体风压大幅升高，后与厂家协商免费更换原品牌（日本SMC）减压阀，使用几个月后又损坏，2012年更换为英国斯派莎克品牌，使用后很快又出现故障。目前该管路减压一直靠旁路阀进行手动节流实现。

由于仪用压缩空气的压力波动范围在0.63-0.78MPa之间，使用手动阀调节风压由于无法实现自动控制，会造成载体风压力波动大；另外，由于手动阀口径较大，且手动阀前后压差太大，在手动调节阀后压力的时候，微小的调节量就会造成很大的压力变化，几年来已多次出现旁路阀调整不当造成数台压力表同时爆表损坏的故障。

载体风是等离子拉弧的必要条件，当风压过低时，电离出来的等离子体移动距离太短，点火质量较低，容易发生火焰过于集中，造成燃烧器内壁结焦。当风压过高时，有可能把电弧吹灭。因此精确、稳定地控制载体风的压力是等离子系统安全、稳定运行的关键，为了实现这一目标，必须停止旁路手动阀调节，恢复减压阀调节。

二、失效原因分析

减压阀的减压比极限一般是10：1，若减压比太大，或者压差大于8Bar，将对减压阀造成极大的损害。

减压阀在不同的压力下，都会有额定的泄漏标准。一般泄漏量不会超过3%，如减压阀需要从16Barg减到1.6Barg时，这是减压阀的极限状态使用，很有可能16Barg下的允许泄漏量已达到1.5Barg压力下的流量了,若再有些泄漏的话,假设已增大到2Barg压力时，已大于后端设定的1.6Barg，这样就会造成导阀被自动顶开的状态，无法保证后端压力的稳定精确控制。这种情况出现时，后端压力又会导致导阀膜片和调节弹簧的相应动作来频繁的自动修正，导致导阀必须过于频繁的调节，因此导阀特别容易被磨损。

先导式减压阀分为活塞式和膜片式两种，当大压差工况时，如上所述，活塞式减压阀的导阀非常容易磨损，膜片式减压阀除了导阀非常容易磨损外，同时主阀膜片的寿命也大大缩短，比较容易破裂，而这几个部件恰恰是减压阀中最为关键的零部件，因此，减压阀寿命缩短到只能使用几个月（有些用户半年内就需要更换零件包），而正常压差使用的减压阀的寿命都在5年以上！

该厂等离子载体风减压阀前压力约为0.7Mpa，减压后母管压力约为0.03MPa，减压比达到20:1以上，远远超过10:1的常规减压比标准，这是减压阀容易损坏的主要原因。

三、解决对策

针对减压比过大的问题，可以采用两级减压阀串联减压的方式。一级减压阀出口压力设置在0.15MPa，二级减压阀出口压力设置在0.03Mpa，两级减压阀减压比都在5:1左右，能够得到比较稳定的调节效果。如下图所示：

旁路阀输出端减压阀2减压阀1输入端

2014年该厂按照该方案改造后，等离子载体风风压得到了稳定控制，结束了载体风风压手动调节的历史。

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