在電廠各類管網系統中，閥門有“咽喉”之稱。由于閥門性能和質量問題造成的泄漏、停產、重大事故，給工業生產的正常運行、人身安全、財產等帶來了不可估量的損失（如震驚世界的美國三里島核電站事故）。據有關資料統計，每年世界上引起的重大生產事故，其中1／3是由于閥門質量事故所造成的。

一、現今閥門面臨的問題

60年代之前，對閥門的研究并未引起人們足夠的重視，直到美國發生了三里島核電站事故后，才漸漸被政府及研究人員所重視。目前，隨著電網和發電廠的不斷改造，閥門方面面臨的問題也被提上了議事日程，分析其原因有三個方面：

工況的變化

近幾年，在國內外新建的電廠中，采用了超臨界機組等新技術，隨著大機組參與調峰和超超臨界機組投產運行，使得閥門的運行工況更加惡劣。在日本，原超臨界汽輪機的蒸汽參數標準為24．2 mpa、538／566℃，現在已經提高到超超臨界的31．1 mpa、593℃，溫度還將進一步提高到600／610℃［3］。由此可見，高參數的工況對閥門的各方面性能提出了更高的要求。

經濟性方面

作為電站輔機的一個重要組成部分，一般情況下，一臺機組的配套閥門約幾千只，如果是超臨界機組大約有1／10的閥門是工作在超臨界狀態。數量眾多的閥門產生的能量損失是可觀的。能量損失主要有泄漏和由于閥門節流特性產生的損耗2種。當前開展的多項研究都是圍繞生產的經濟性以減小能量損耗為目標進行的。對于泄漏問題可通過加強泄漏的監測、提高閥芯控制精度或改變密封結構、研制新型的密封材料等手段解決；至于節流特性造成的損失，要通過改進結構解決。

面臨的問題多，對閥門失效機理開展的研究較少

從閥門的應用中可以看出閥門面臨的問題具有多面性（閥門的強度、密封性、壽命、控制系統的可靠性不能滿足要求以及閥門工作時產生的振動對機組具有耦合效應等）。多年來由于存在重主機，輕輔機的觀念，對閥門開展的研究沒有放到重要的位置上來。國內有多家研究機構開展這方面的研究，取得了不小的進步，但與國外先進技術相比仍存在較大的差距。

二、電站閥門面臨的技術問題

衡量閥門質量有以下幾個指標：密封可靠性、動作響應能力、強度、剛度及壽命等，將閥門作為整個熱力設備系統中的基本單元考慮，又存在流固耦合振動和振動控制的要求。要保證這些指標，首先需要解決如下幾個主要問題：

控制（決定閥門動作的可靠性）

主汽閥和再熱汽閥的控制系統故障是汽輪機五大事故之一，主要表現在閥門開度與設計不符，包括傳動機構失靈、行程超前、滯后，這些影響到閥門的強度和振動。閥門的開度控制直接影響到汽機的工作狀況，因此受到高度重視，已成為研究的核心問題之一。

強度（應滿足壽命、剛性要求）

（1）由于機組的頻繁啟動，原來的主汽閥有可能不能滿足新的運行要求。因為一般的主蒸汽閥門是按基本負荷設計的，設計過程中只按靜壓、溫度、蠕變考核其強度，不存在低周疲勞壽命問題。為此，設計過程中有必要考慮低周疲勞壽命設計，使設計工況與運行工況相一致，以達到延長壽命的目的。

（2）由于執行機構行程控制的不準確性，閥芯對閥座產生沖擊載荷。有電廠曾經出現過閥座碎裂，裂塊被沖進汽機，造成汽輪機出力急劇下降，轉子嚴重受損的故障。

另外，對于高壓閥門等，還有氣蝕現象、閥體的原始鑄造缺陷、閥體出現裂紋后的壽命分析與預測等課題都值得進一步研究。

振動

機組的低頻振蕩分為兩種：一種是油膜振蕩，這是機組在升速或空載運行中，由支撐軸承的油膜產生的；另一種是蒸汽振蕩，它比油膜振蕩復雜，在蒸汽激振力作用下振動，常在機組帶負荷后發生。

閥門開度變化和泄漏是產生蒸汽振蕩的重要原因。通過合理的設計閥門開閉行程，可以減小蒸汽振蕩的幾率。

泄漏（內漏和外漏）

（1）泄漏不僅是產生振動的原因，而且外漏還會造成污染，內漏還會造成能量損失。解決泄漏問題，在一定程度上可以避免系統發生振動，同時也可延長設備的壽命，提高效率。

（2）超臨界機組的高壓閥門壽命有時很短，啟動幾次就要更換填料。研究新的密封填料或設計新的有效密封形式，對于延長這類高壓閥門的壽命，提高運行可靠性是必須的。

三、如何解決以上問題

目前，閥門的成套水平不斷提高，只有很好地解決以上幾個問題，才能保證閥門的綜合性能和較好的整體質量。

國內外技術工作者為解決以上的難題開展了大量的研究工作，提出了面向操作和維修的指導思想。從根本上說其目的在于：節約能源、簡化維修、安全操作、提高閥門工作的可靠性。

現在使用的閥門是一類涉及機械、電子、控制、振動及材料科學等多個學科的機電產品，在使用過程中還面臨不少的難題，解決面臨的難題具有一定的難度。

展望未來，通過科學工作者的不斷努力，隨著新技術特別是數字技術和控制技術的發展，以及多學科聯合攻關的協作研究，人們將找到更多的辦法以解決發電廠閥門面臨的難題，提高系統工作的可靠性及運行效率，增加企業的生存力。