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电站阀门技术探讨

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详细介绍

之前介绍JIS日标不锈钢截止阀标准,现在介绍电站阀门技术探讨电站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,将电站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。电站阀门电力流程实际上是水、蒸汽的循环流程,在此流程中选用控制阀既简单又复杂。简单的是过程介质简单,只有水和蒸汽两种,复杂的是水和蒸汽的温度与压力波动范围大,带来系列问题如:闪蒸、气蚀、冲刷、噪音、腐蚀。但首先要考虑的是控制阀的安全性与可靠性。
上海申弘阀门有限公司主营阀门有:截止阀,电动截止阀给水阀(主、附锅炉给水阀、复合型给水调节阀)控制要求:控制锅炉进水量,保证蒸汽蒸发量,维持锅炉水位(主、附型锅炉给水阀系统包含两个控制阀,一台用于锅炉启动时使用,涡街流量计一台用于正常给水使用)。工况情况:锅炉启动时阀门压差可达100-300公斤,流量较小,正常运行时压差较小,流量大,流量可调比为75/1-100/1。
阀门要求:WCB/WC9,对于双阀系统中的启动阀要求抗气蚀,V级关闭等级,对于复合型给水阀需使用特性化阀内件同时满足锅炉启动与正常运行时的需要。一般阀门选择为故障关。
锅炉给水泵小流量循环阀
控制要求:使锅炉给水泵安全启动及停止运行,消除因流量过小、温升增加、水强烈气蚀使泵损坏。(老式电站有使用开关型的小流量控制阀,同时还有使用机械式的泵自动循环阀)。衬氟蝶阀
工况情况:压降达160-350公斤,是电站系统中承受压差大的阀门,流量为正常流量的30%。
阀门要求:抗气蚀,防堵结构,V级密封等级,泵启动与停止运行时阀门连续工作,泵正常启动后此阀门关闭,阀门通常为故障开。
高低加热器疏水阀(给水加热器疏水、冷凝水加热器疏水)
控制要求:控制加热器中冷凝水的位置,及时将冷凝水排放,高水位排放,正常水位疏水
工况情况:饱和水,加热器之间的控制阀压差一般为6-30公斤,后一级疏水阀直接连接冷凝器或除氧器。
阀门要求:抗闪蒸冲刷,V或VI级密封等级,阀门通常为故障开。
除氧器水位控制阀(DALC)
控制要求:提供流量保持除氧器正常水位,通过加入蒸汽提高水温消除溶解在水中的气体。
工况情况:启动阶段流量较小,压差大温度,正常情况流量大,压差小,工况类似给水阀。
阀门要求:较低流量时有效抗气蚀。
减温阀(减温器)
控制要求:将高压水喷射入蒸汽中使蒸汽温度达到控制要求,工况情况:水,压差较大,
阀门要求:类型多样:喷嘴型,辅助雾化型,自我包容型及对夹型。
减温减压阀(高、低压旁路阀)
控制要求:将高温高压蒸汽调整到一定温度压力的蒸汽,给汽机提供一个旁路通道,锅炉能够独立汽机而工作。
工况情况:高温高压蒸汽。
阀门要求:抗热冲击,降噪,反应迅速。


    1 电站阀门技术探讨控制(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。

    近年来,在研究电站阀门的可靠性方面,智能型阀门是研究的主攻方向,智能型阀门具有自行判断工况,并实时地进行自我调节的功能。智能型阀门中的关键部件是数字定位器,数字定位器用微处理器使阀门的执行器准确定位,监视和记录阀门的有关数据。

    2 电站阀门技术探讨强度(应满足寿命、刚性要求)

    机组的频繁启动对阀门强度及阀门使用寿命的影响尤为突出,特别是用调节阀调速的汽轮机,以往研究的重点放在阀门的控制问题上,现在看来强度问题也不容忽视。

    (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。现在工况变化了,原设计就不一定满足要求。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。

    3 振动

    电站阀门开度变化、执行机构的动态性能不佳和阀体存在泄漏都是产生振动的原因,振动对阀门本身伤害很小,但对整个机组影响很大,表现在产生低频振荡。

    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。有资料表明,美国和德国都发生过蒸汽振荡毁机事故,我国也发生过50mw和200mw汽轮机的毁机事故,由于当时缺少实时的数据记录,所以故障原因不能确定,但怀疑与两种低频振荡有关。由此可见,消除和减小蒸汽振荡非常重要,这要依赖于对阀门开度变化和对由泄漏所产生的激振力做系统的研究。通过合理的设计阀门开闭行程,可以减小蒸汽振荡的几率。

4 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。-

    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。 与本文相关的产品有不锈钢波纹管密封安全阀