在电厂各类管网系统中，阀门有“咽喉”之称。由于阀门性能和质量问题造成的泄漏、停产、重大事故，给工业生产的正常运行、人身安全、财产等带来了不可估量的损失（如震惊世界的美国三里岛核电站事故）。据有关资料统计，每年世界上引起的重大生产事故，其中1／3是由于阀门质量事故所造成的。

一、现今阀门面临的问题

60年代之前，对阀门的研究并未引起人们足够的重视，直到美国发生了三里岛核电站事故后，才渐渐被政府及研究人员所重视。目前，随着电网和发电厂的不断改造，阀门方面面临的问题也被提上了议事日程，分析其原因有三个方面：

工况的变化

近几年，在国内外新建的电厂中，采用了超临界机组等新技术，随着大机组参与调峰和超超临界机组投产运行，使得阀门的运行工况更加恶劣。在日本，原超临界汽轮机的蒸汽参数标准为24．2 mpa、538／566℃，现在已经提高到超超临界的31．1 mpa、593℃，温度还将进一步提高到600／610℃［3］。由此可见，高参数的工况对阀门的各方面性能提出了更高的要求。

经济性方面

作为电站辅机的一个重要组成部分，一般情况下，一台机组的配套阀门约几千只，如果是超临界机组大约有1／10的阀门是工作在超临界状态。数量众多的阀门产生的能量损失是可观的。能量损失主要有泄漏和由于阀门节流特性产生的损耗2种。当前开展的多项研究都是围绕生产的经济性以减小能量损耗为目标进行的。对于泄漏问题可通过加强泄漏的监测、提高阀芯控制精度或改变密封结构、研制新型的密封材料等手段解决；至于节流特性造成的损失，要通过改进结构解决。

面临的问题多，对阀门失效机理开展的研究较少

从阀门的应用中可以看出阀门面临的问题具有多面性（阀门的强度、密封性、寿命、控制系统的可靠性不能满足要求以及阀门工作时产生的振动对机组具有耦合效应等）。多年来由于存在重主机，轻辅机的观念，对阀门开展的研究没有放到重要的位置上来。国内有多家研究机构开展这方面的研究，取得了不小的进步，但与国外先进技术相比仍存在较大的差距。

二、电站阀门面临的技术问题

衡量阀门质量有以下几个指标：密封可靠性、动作响应能力、强度、刚度及寿命等，将阀门作为整个热力设备系统中的基本单元考虑，又存在流固耦合振动和振动控制的要求。要保证这些指标，首先需要解决如下几个主要问题：

控制（决定阀门动作的可靠性）

主汽阀和再热汽阀的控制系统故障是汽轮机五大事故之一，主要表现在阀门开度与设计不符，包括传动机构失灵、行程超前、滞后，这些影响到阀门的强度和振动。阀门的开度控制直接影响到汽机的工作状况，因此受到高度重视，已成为研究的核心问题之一。

强度（应满足寿命、刚性要求）

（1）由于机组的频繁启动，原来的主汽阀有可能不能满足新的运行要求。因为一般的主蒸汽阀门是按基本负荷设计的，设计过程中只按静压、温度、蠕变考核其强度，不存在低周疲劳寿命问题。为此，设计过程中有必要考虑低周疲劳寿命设计，使设计工况与运行工况相一致，以达到延长寿命的目的。

（2）由于执行机构行程控制的不准确性，阀芯对阀座产生冲击载荷。有电厂曾经出现过阀座碎裂，裂块被冲进汽机，造成汽轮机出力急剧下降，转子严重受损的故障。

另外，对于高压阀门等，还有气蚀现象、阀体的原始铸造缺陷、阀体出现裂纹后的寿命分析与预测等课题都值得进一步研究。

振动

机组的低频振荡分为两种：一种是油膜振荡，这是机组在升速或空载运行中，由支撑轴承的油膜产生的；另一种是蒸汽振荡，它比油膜振荡复杂，在蒸汽激振力作用下振动，常在机组带负荷后发生。

阀门开度变化和泄漏是产生蒸汽振荡的重要原因。通过合理的设计阀门开闭行程，可以减小蒸汽振荡的几率。

泄漏（内漏和外漏）

（1）泄漏不仅是产生振动的原因，而且外漏还会造成污染，内漏还会造成能量损失。解决泄漏问题，在一定程度上可以避免系统发生振动，同时也可延长设备的寿命，提高效率。

（2）超临界机组的高压阀门寿命有时很短，启动几次就要更换填料。研究新的密封填料或设计新的有效密封形式，对于延长这类高压阀门的寿命，提高运行可靠性是必须的。

三、如何解决以上问题

目前，阀门的成套水平不断提高，只有很好地解决以上几个问题，才能保证阀门的综合性能和较好的整体质量。

国内外技术工作者为解决以上的难题开展了大量的研究工作，提出了面向操作和维修的指导思想。从根本上说其目的在于：节约能源、简化维修、安全操作、提高阀门工作的可靠性。

现在使用的阀门是一类涉及机械、电子、控制、振动及材料科学等多个学科的机电产品，在使用过程中还面临不少的难题，解决面临的难题具有一定的难度。

展望未来，通过科学工作者的不断努力，随着新技术特别是数字技术和控制技术的发展，以及多学科联合攻关的协作研究，人们将找到更多的办法以解决发电厂阀门面临的难题，提高系统工作的可靠性及运行效率，增加企业的生存力。