锅炉主给水旁路电动调节阀线性推进器故障案

锅炉主给水旁路电动调节阀线性推进器故障案

一、设备概述与重要性

锅炉主给水旁路调节阀是电厂锅炉系统中的关键设备，在锅炉启动、低负荷运行或主给水阀门故障时，承担着精确控制进入锅炉给水量的重要任务。其工作的可靠性与稳定性直接关系到锅炉水位控制精度和整个机组的安全运行。

事故案例警示：某厂曾发生因线性推力器铜螺母内螺纹被阀杆丝杠完全剪切磨损，导致阀门在14MPa高压给水作用下被瞬间顶开，给水流量飙升至650吨/小时，险些造成锅炉非计划停机。

二、核心工作原理：线性推力器

锅炉主给水旁路调节阀的控制系统可以简化为：控制系统指令 → 电动执行机构 → 线性推力器 → 阀门阀杆 → 精确控量。其中，线性推力器是将电信号转化为机械推力的核心部件。

1. 核心组件

驱动电机：提供原始旋转动力。

蜗轮蜗杆副：实现一级减速与增矩。关键特性是大减速比和自锁功能（只能由蜗杆驱动蜗轮，反之则卡死），确保阀门在断电时能抵抗介质压力而保持位置。

梯形丝杠副：由钢制丝杠和铜制螺母组成。这是实现运动转换的核心：它将蜗轮的旋转运动转换为丝杠的直线运动。

推力盘/输出杆：直接与阀门阀杆连接，输出直线推力。

位置反馈装置：实时监测并反馈阀门开度，形成闭环控制。

力矩与行程限制机构：过载保护装置，防止设备损坏。

2. 工作过程

当控制系统发出"开阀"指令，电机正向旋转，驱动蜗杆。蜗杆带动蜗轮，转速被大幅降低，扭矩被显著放大。旋转的蜗轮通过其内部的螺纹，驱动与之啮合的梯形丝杠。由于丝杠被导向机构限制不能转动，便转化为向上的直线运动，通过推力盘推动阀杆，打开阀门。关阀过程反之亦然。

总结：线性推力器本质上是一个精密的"电动推杆"，通过 "电机 + 蜗轮蜗杆减速 + 梯形丝杠运动转换" 这一经典组合，实现了对阀门精确、可靠的直线驱动。

三、典型故障分析与预防

故障现象：

线性推力器的铜螺母内螺纹被阀杆丝杠的外螺纹完全剪切、磨损殆尽，失去咬合力。阀门在高压给水推力下被瞬间顶开，给水流量瞬间飙升，险些导致锅炉非计划停机。

故障机理深度分析：这是一次典型的梯形丝杠副失效，根本原因通常是多种因素叠加导致的渐进式过程：

侧向力过大（最可能的主要原因）：执行机构与阀门阀杆安装对中不良，导致丝杠副承受巨大的侧向弯矩，使得螺纹接触由面接触变为点接触，局部压强急剧升高，远超铜螺母的许用极限。

长期过载运行：阀门存在卡涩或填料压得过紧，导致运行扭矩长期偏高，加速了螺纹磨损。

润滑不良：润滑脂失效或缺失，导致丝杠副处于干摩擦状态，产生高温使铜材料软化，强度下降。

材料或制造缺陷：螺母材质不合格或热处理不当，本身强度不足。

失效过程：对中不良→局部偏磨→产生间隙→振动加大→磨损加速→有效接触面积减小→剩余螺纹压强剧增→最终在高压水推力下发生瞬间剪切破坏。

四、全方位维护与检查体系

为避免严重事故，必须建立并严格执行一套层次化的维护体系。

1. 日常巡检 (每班/每日) - 状态监视

2. 阶段性维护 (每月/每季度/小修) - 功能测试

3. 停机拆检 (年度大修/机会检修) - 彻底解体检修

这是发现并消除深层隐患的最关键环节。

五、核心维护建议与总结

锅炉主给水旁路调节阀绝非辅助设备，而是保障锅炉安全的核心一环。其电动执行机构的线性推力器，结构经典但精度和可靠性要求极高。

狠抓安装质量："对中校正"是预防丝杠副偏载磨损的生命线，必须作为检修后的强制性质量控制点，并使用专业工具（如百分表）严格把关。

建立维护档案：为每台关键阀门建立档案，记录所有巡检、测试和拆检数据，进行趋势分析，实现从"预防性维护"到"预测性维护"的升级。

强化人员培训：让维护和操作人员深刻理解设备原理及失效后果，提升专业技能和应急反应能力。

严格执行规程：将上述维护要点制成标准化的检查表，确保每一项工作都落到实处，不漏项。

通过深刻理解原理、精准执行维护、严肃对待每一个异常迹象，我们才能将事故苗头扼杀在萌芽状态，确保机组的长周期安全稳定运行。