Tại sao van cổng bị hỏng? Vụ án Bắc Luân

Tại sao làmVan cổng bị hỏng? – Một-nghiên cứu điển hình chuyên sâu về nhà máy điện Beilun

▶️Tại Nhà máy điện Beilun, một trong những nhà máy nhiệt điện than-lớn nhất Trung Quốc (công suất lắp đặt: 5000 MW), hơn 800 van cổng được sử dụng để cách ly trong hệ thống hơi chính, nước cấp và hơi chiết. Dữ liệu vận hành cho thấy khoảng 2% số van cổng này bị rò rỉ hoặc dính ở các mức độ khác nhau trong vòng ba năm.

♥️Tại sao các van quan trọng này lại hỏng sớm? Câu trả lời nằm ở bốn cơ chế hư hỏng điển hình trong điều kiện-nhiệt độ cao và áp suất-cao.

1. Xói mòn – Kẻ giết người giấu mặt nhất

✔️Tại Tổ máy 4 tại Nhà máy điện Bắc Lôn, van cổng DN200 trên đường hơi chính (16,7 MPa, 540 độ) bị rò rỉ bên trong quá mức chỉ sau 18 tháng vận hành. Khi tháo ra sẽ lộ ra rãnh-như vết mòn sâu tới 2,3 mm trên bề mặt bịt kín của đĩa.

✔️ Nguyên nhân:Trong quá trình khởi động và ngừng hoạt động của nhà máy, hơi nước mang theo các hạt oxit (kích thước 50–200 μm) liên tục tác động lên bề mặt bịt kín ở tốc độ khoảng 60 m/s. Theo một nghiên cứu ởKỹ thuật điện, khi vận tốc trung bình vượt quá 45 m/s và có các hạt rắn, tốc độ xói mòn bề mặt bịt kín van cổng có thể tăng lên 8–10 lần.

2. Liên kết nhiệt – Lỗi điển hình trong dịch vụ ở nhiệt độ-cao

✔️Van cổng ở đầu ra của bơm nước cấp hoạt động bình thường khi mở lạnh nhưng trở nên cực kỳ khó vận hành trong điều kiện nóng. Giám sát cặp nhiệt điện cho thấy khoảng hở giữa thân và hộp nhồi chỉ là 0,35 mm (tiêu chuẩn thiết kế yêu cầu Lớn hơn hoặc bằng 0,5 mm).

✔️Khi nhiệt độ thân van tăng từ 20 độ lên 280 độ, sự giãn nở nhiệt của thân van bằng thép carbon (khoảng{2}} mm) sẽ loại bỏ hoàn toàn khe hở, khiến thân van bị kẹt. Hiện tượng "liên kết nhiệt" này đặc biệt phổ biến ở các thiết bị thường xuyên khởi động và tắt máy, chiếm 15–20% các trường hợp hỏng van cổng thông thường.

3. Ăn mòn – Nguy cơ tiềm ẩn lâu dài-

✔️Đo độ dày thành của 12 van cổng đã ngừng hoạt động tại Nhà máy điện Beilun cho thấy van cổng gang dùng trong hệ thống nước tuần hoàn có tốc độ ăn mòn lên tới 0,3 mm/năm ở đáy thân van, mất đi độ dày thành trên 2,4 mm sau 8 năm.

✔️Ion clorua trong môi trường (trung bình 230 ppm) và độ pH thấp (5,8–6,2) làm tăng tốc độ ăn mòn điện hóa. Ngược lại, các van làm bằng thép không gỉ song công (2205) trong cùng điều kiện sử dụng chỉ bị ăn mòn 0,1 mm sau 10 năm.

4. Vận hành và uốn thân cây không đúng cách

✔️Hồ sơ bảo trì cho thấy khoảng 7% lỗi là do vận hành quá{1}}mô-men xoắn. Ví dụ: khi van cổng được để ở vị trí mở một phần, môi trường có tốc độ-cao có thể khiến đĩa rung – lý do rò rỉ van cổng thường liên quan đến điều này, vì rung động ngăn cản các bề mặt bịt kín tiếp xúc hoàn toàn, tạo ra các tia-có vận tốc cao làm mở rộng vùng xói mòn.

✔️Các biện pháp cải tiến và khuyến nghị của ngành

Để ứng phó với những sự cố nêu trên, Nhà máy điện Beilun đã thực hiện các biện pháp sau:

Nâng cấp bề mặt bịt kín ở những vị trí quan trọng lên bề mặt cứng (hợp kim Stellite 6), tăng độ cứng từ 230 HB lên 420 HB và kéo dài tuổi thọ chống xói mòn lên 4 lần

Phóng to khoảng trống giữa thân-để{1}}nhồi{2}}hộp lên 0,6–0,8 mm theo ASME B16.34 và sử dụng cách đóng gói bằng than chì linh hoạt

Thay thế van nước tuần hoàn hàng loạt bằng inox 2507 super duplex

Giới thiệu cờ lê mô-men xoắn và công tắc giới hạn điện tử, đồng thời kết hợp đào tạo về độ mòn của đế van cổng trong quy trình vận hành

📝Kết luận

Lỗi van cổng không bao giờ là ngẫu nhiên. Như dữ liệu hiện trường từ Nhà máy điện Beilun cho thấy rõ ràng: xói mòn, liên kết nhiệt, ăn mòn và vận hành không đúng cách là bốn nguyên nhân chính.