Prečo zlyhávajú uzatváracie ventily? Prípad Beilun

Prečo robiťZlyhanie uzatváracích ventilov? – In{0}}hĺbková prípadová štúdia z elektrárne Beilun

▶️V elektrárni Beilun, jednej z najväčších{0}}uhoľných elektrární v Číne (inštalovaný výkon: 5 000 MW), sa na izoláciu v hlavných parných, napájacích a extrakčných parných systémoch používa viac ako 800 posúvačov. Prevádzkové údaje ukazujú, že približne u 2 % týchto posúvačov dôjde v priebehu troch rokov k rôznym stupňom úniku alebo prilepenia.

▶️Prečo tieto kritické ventily predčasne zlyhajú? Odpoveď spočíva v štyroch typických mechanizmoch poškodenia v podmienkach vysokej-teploty a vysokého{1}}tlaku.

1. Erózia – Najskrytejší zabijak

✔️Na bloku 4 v elektrárni Beilun, posúvač DN200 v hlavnom parnom potrubí (16,7 MPa, 540 stupňov) zaznamenal nadmerný vnútorný únik už po 18 mesiacoch prevádzky. Demontáž odhalila drážku-podobnú erózii až do hĺbky 2,3 mm na tesniacej ploche disku.

✔️Príčina:Počas spúšťania a odstavovania zariadenia para prenáša častice oxidového kameňa (veľkosť 50–200 μm), ktoré opakovane narážajú na tesniaci povrch rýchlosťou okolo 60 m/s. Podľa štúdie vEnergetika, keď rýchlosť média presiahne 45 m/s a sú prítomné pevné častice, rýchlosť erózie tesniacich plôch posúvača sa môže zvýšiť 8 až 10-krát.

2. Tepelná väzba – Typické zlyhanie služby pri vysokej-tete

✔️Posuvný ventil na výstupe čerpadla napájacej vody fungoval normálne, keď sa otváral za studena, ale v horúcich podmienkach bolo extrémne ťažké ho ovládať. Monitorovanie termočlánkov ukázalo, že vôľa medzi driekom a upchávkou bola len 0,35 mm (konštrukčná norma vyžaduje väčšiu alebo rovnú 0,5 mm).

✔️Keď teplota tela ventilu stúpne z 20 stupňov na 280 stupňov, tepelná rozťažnosť drieku z uhlíkovej ocele (približne . 0.42 mm) úplne eliminuje vôľu, čo spôsobí zadretie drieku. Tento jav „tepelnej väzby“ je obzvlášť bežný v jednotkách, ktoré podstupujú časté spúšťanie a odstavovanie, čo predstavuje 15–20 % bežných režimov zlyhania posúvača.

3. Korózia – dlhodobé-latentné nebezpečenstvo

✔️Merania hrúbky steny 12 vyradených posúvačov v elektrárni Beilun odhalili, že liatinové posúvače používané v systéme cirkulačnej vody zaznamenali rýchlosť korózie až 0,3 mm/rok v spodnej časti tela ventilu, pričom po 8 rokoch stratili viac ako 2,4 mm hrúbky steny.

✔️Chloridové ióny v médiu (priemerne 230 ppm) a nízke pH (5,8–6,2) urýchľujú elektrochemickú koróziu. Naproti tomu ventily vyrobené z duplexnej nehrdzavejúcej ocele (2205) za rovnakých prevádzkových podmienok vykazovali po 10 rokoch len 0,1 mm korózie.

4. Nesprávna prevádzka a ohnutie drieku

✔️Záznamy o údržbe uvádzajú, že približne 7 % porúch je spôsobených nadmerným-krútiacim momentom. Napríklad, keď je posúvač ponechaný v čiastočne otvorenej polohe, médium s vysokou rýchlosťou{3}} môže spôsobiť vibrácie kotúča – dôvody netesnosti posúvača s tým často súvisia, pretože vibrácie bránia tesniacim plochám v úplnom kontakte, čím vznikajú vysokorýchlostné prúdy, ktoré zväčšujú oblasť erózie.

✔️Opatrenia na zlepšenie a priemyselné odporúčania

V reakcii na vyššie uvedené poruchy prijala elektráreň Beilun nasledujúce opatrenia:

Vylepšite tesniace povrchy v kritických miestach na tvrdonávar (zliatina Stellite 6), čím zvýšite tvrdosť z 230 HB na 420 HB a štvornásobne predĺžite životnosť erózie

Zväčšite vôľu drieku-do-vypchávky{2}}na 0,6 – 0,8 mm v súlade s ASME B16.34 a použite flexibilné grafitové tesnenie

Vymeňte ventily cirkulujúcej vody v dávkach za 2507 super duplex z nehrdzavejúcej ocele

Zaveďte momentové kľúče a elektronické koncové spínače a začleňte opotrebovanie sedla posúvača, ktoré spôsobuje zaškolenie do prevádzkových postupov

📝Záver

Porucha posúvača nie je nikdy náhodná. Ako jasne ukazujú terénne údaje z elektrárne Beilun: erózia, tepelná väzba, korózia a nesprávna prevádzka sú štyri hlavné príčiny.