火電廠減溫水調(diào)節(jié)閥選型規(guī)范
火電廠減溫水調(diào)節(jié)閥選型規(guī)范應(yīng)用
減溫水調(diào)節(jié)閥是火電廠中關(guān)鍵的控制閥之一。在300mw火力發(fā)電機(jī)組中，鍋爐過(guò)熱器有ⅰ級(jí)減溫水調(diào)節(jié)閥2臺(tái)，ⅱ級(jí)減溫水調(diào)節(jié)閥2臺(tái)，用于調(diào)節(jié)過(guò)熱蒸汽的溫度。在再熱器系統(tǒng)中，使用減溫水調(diào)節(jié)閥作為再熱蒸汽溫度微量調(diào)節(jié)，以及作為事故狀態(tài)下的噴水減溫作用。此外，在高壓旁路系統(tǒng)和低壓旁路系統(tǒng)也需要使用減溫水調(diào)節(jié)閥以達(dá)到蒸汽減溫效果。
調(diào)整減溫水是鍋爐控制蒸汽溫度的主要手段。由于擺角調(diào)整等控制作用的弱化、燃燒調(diào)整不合理、煤質(zhì)變化大等因素，導(dǎo)致減溫水用量偏大，降低機(jī)組效率，成為制約機(jī)組節(jié)能降耗的因素之一。噴水減溫調(diào)節(jié)要求整個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)準(zhǔn)確和快速，特別要求調(diào)節(jié)閥與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)配合。
以來(lái)，火電廠機(jī)組運(yùn)行中，減溫水的控制調(diào)節(jié)一直是大難題，汽溫波動(dòng)幅度大，直接影響鍋爐的安全運(yùn)行。要生產(chǎn)出合乎要求的減溫水調(diào)節(jié)閥，必須解決減溫水調(diào)節(jié)閥技術(shù)上的兩大難點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一種合理有效的結(jié)構(gòu)，既能防止汽蝕和沖刷損壞，又能有合乎使用要求的工作流量特性。下面我們來(lái)介紹一下減溫水調(diào)節(jié)閥存在兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn):
閥前閥后壓差較大，根據(jù)不同使用場(chǎng)合，壓差在1～10mpa之間。在高壓差工況下，減溫水在閥中會(huì)對(duì)閥內(nèi)件產(chǎn)生汽蝕和沖刷等損壞，使閥的密封面喪失關(guān)閉功能，造成漏流量過(guò)大，使蒸汽溫度控制困難。如果漏量過(guò)大，就會(huì)影響機(jī)組效益，造成能源消耗浪費(fèi)。減溫水調(diào)節(jié)閥是一種防空化的多級(jí)節(jié)流調(diào)節(jié)閥，也叫高壓差調(diào)節(jié)閥，是高壓、超高壓發(fā)電機(jī)組鍋爐減溫自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備，它以鍋爐過(guò)熱蒸氣一、二次減溫器的蒸汽溫度、 壓力等參數(shù)信號(hào)來(lái)控制閥門開度，調(diào)節(jié)鍋爐減溫器的進(jìn)水流量。
1、該閥門采用多級(jí)節(jié)流形式，調(diào)節(jié)性能好，密封性好。
2、節(jié)流面與密封面分開，閥芯和閥芯套表面經(jīng)滲氮石硬化處理，硬度達(dá)到hrc70左右，關(guān)閉嚴(yán)密，壽命長(zhǎng)。
3、具有結(jié)構(gòu)緊湊、抗氣蝕、抗沖刷、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。
火電廠減溫水調(diào)節(jié)閥選型規(guī)范技術(shù)上的關(guān)鍵點(diǎn)
減溫水調(diào)節(jié)閥存在兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)：
1.閥前閥后壓差較大，根據(jù)不同使用場(chǎng)合壓差在1～10mpa之間。在高壓差工況下，減溫水在閥中會(huì)對(duì)閥內(nèi)件產(chǎn)生汽蝕和沖刷等損壞，使閥的密封面喪失關(guān)閉功能，造成漏流量過(guò)大，使蒸汽溫度控制困難。如果漏量過(guò)大，就會(huì)影響機(jī)組效益，造成能源消耗浪費(fèi)。
2.減溫水調(diào)節(jié)系統(tǒng)中系統(tǒng)的流阻對(duì)減溫水調(diào)節(jié)閥流量特性影響很大，往往使減溫水調(diào)節(jié)閥流量特性發(fā)生畸變。一臺(tái)在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中流量特性為直線型的調(diào)節(jié)閥，用在減溫水系統(tǒng)中可能變?yōu)榭扉_型的，有可能在5%～10%開度時(shí)流量即達(dá)到，造成噴水量無(wú)法調(diào)節(jié)。即使是理想的等百分比流量特性，在實(shí)際工況下也畸變?yōu)榭扉_型。原因是管路系統(tǒng)的阻力對(duì)調(diào)節(jié)閥流量影響非常大。當(dāng)閥門處于小開度時(shí)，系統(tǒng)的壓降絕大部分作用在閥門上，這樣就使閥門的流量大大增加，超出我們預(yù)期的要求。假定我們采用通常的套筒調(diào)節(jié)閥甚至單座調(diào)節(jié)閥來(lái)控制減溫水，就不能進(jìn)行小流量調(diào)節(jié)。在閥門稍微開啟時(shí)，流量可能會(huì)達(dá)到3～5t/h，甚至更大。而實(shí)際上，減溫水最小流量需要控制在1t/h左右可調(diào)，甚至更小一些，比如0.5t/h。而流量根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同，應(yīng)達(dá)到5～30t/h之間。
要生產(chǎn)出合乎要求的減溫水調(diào)節(jié)閥，必須解決上述兩大難點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一種合理有效的結(jié)構(gòu)，既能防止汽蝕和沖刷損壞，又能有合乎使用要求的工作流量特性。
三．幾種常用的火電廠減溫水調(diào)節(jié)閥選型規(guī)范
為解決上述難點(diǎn)，很多專業(yè)人員進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的研究和開發(fā)，取得很好的效果。現(xiàn)介紹幾種常用的減溫水調(diào)節(jié)閥型式。
1.多級(jí)節(jié)流調(diào)節(jié)閥
如圖一所示，采用多級(jí)節(jié)流的閥芯和閥座，使入口高壓力通過(guò)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行多級(jí)降壓，并使介質(zhì)流速減慢，以防止汽蝕和沖刷。常用的有三級(jí)和四級(jí)，該結(jié)構(gòu)效果不太理想，閥前閥后壓差不能太大，有逐漸被下述閥門取代的趨勢(shì)。
2.迷宮疊片式
該種閥門的套筒（閥籠）是由十幾至數(shù)十片盤片疊加結(jié)合而成的一個(gè)整體，每一盤片上開有多道曲折拐彎的溝槽，作為流體通道。溝槽的尺寸、數(shù)量和拐彎的多少，依據(jù)工況不同而定。流道的形狀仿佛迷宮一般，故也稱為迷宮式調(diào)節(jié)閥。如圖二、圖三所示。這種閥國(guó)內(nèi)外都有生產(chǎn)，但其優(yōu)劣程度不同，故價(jià)格也相差甚大。其中的產(chǎn)品，以300mw機(jī)組的減溫水調(diào)節(jié)閥為例，2”-2500lb的閥門，整機(jī)價(jià)約合人民幣30多萬(wàn)元。
該閥門通過(guò)迷宮式的曲折流道使水流速度大為減緩，并將流速控制在一個(gè)合理的范圍，這樣就可以有效減輕或防止汽蝕和沖刷，達(dá)到延長(zhǎng)壽命的目的。其中盤片的流道也分為好幾種，有些流量系數(shù)大些，有些流量系數(shù)小些，組合以后獲得一個(gè)合乎實(shí)際工況要求的流量特性，這要通過(guò)理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法來(lái)達(dá)到。對(duì)于流量要達(dá)到使用要求一般比較容易，要使最小流量達(dá)到可調(diào)，有一定的技術(shù)難度，需要有一定的技巧。另外，該閥門零件精度比較高，尤其閥瓣和套筒之間配合是比較精密的，其活動(dòng)間隙、材料的熱膨脹、耐磨性、防咬性，閥座、閥瓣之間密封面的材料、寬度、形式、加工研磨都有嚴(yán)格要求，要有相當(dāng)專業(yè)水平的人員來(lái)完成，其中有一些可以說(shuō)屬于技術(shù)訣竅。對(duì)于這種技術(shù)訣竅細(xì)節(jié)的把握程度決定了閥門是否能達(dá)到較高的質(zhì)量。
三、火電廠減溫水調(diào)節(jié)閥選型規(guī)范環(huán)流對(duì)沖式調(diào)節(jié)閥
環(huán)流對(duì)沖式調(diào)節(jié)閥是在多孔抗汽蝕套筒閥、多級(jí)閥芯節(jié)流調(diào)節(jié)閥、迷宮疊片式調(diào)節(jié)閥的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，是高壓差抗汽蝕調(diào)節(jié)閥的新一代產(chǎn)品。環(huán)流對(duì)沖式調(diào)節(jié)閥的關(guān)鍵零件——環(huán)流對(duì)沖式盤片，采用特殊的結(jié)構(gòu)和工藝。該盤片和當(dāng)前流行的迷宮式盤片相比，形狀相近而功能和原理卻有很大區(qū)別。迷宮式盤片是在圓片上加工數(shù)道各自獨(dú)立的溝槽，溝槽路徑是曲折多彎的。通過(guò)十幾次甚至幾十次改變流體方向，達(dá)到增加阻力和逐步降壓，可以防止在降壓過(guò)程中產(chǎn)生空化和汽蝕。環(huán)流對(duì)沖式盤片在圓盤上也加工有數(shù)道至十?dāng)?shù)道溝槽。其溝槽由同心的環(huán)行槽和徑向槽互相貫通。相鄰的流道間可以溝通。流體由外環(huán)經(jīng)由徑向槽流入內(nèi)環(huán)。在流動(dòng)過(guò)程中，一部分流體一分為二，背向流去。另一部分流體合二為一，相向匯合。高速流動(dòng)的分子產(chǎn)生撞擊、摩擦和旋渦，大量消耗能量。使壓力能更有效降低。其降壓效果比迷宮式盤片更好、防汽蝕效果更佳、使用壽命也更長(zhǎng)。如圖四。
每個(gè)盤上的溝槽數(shù)量和尺寸是變化的，根據(jù)不同的系統(tǒng)中壓差的不同而設(shè)計(jì)出具有不同流阻的盤片。再將幾種不同流阻的盤片按照設(shè)計(jì)要求組合在一起，采用特殊工藝將其緊密結(jié)合成一個(gè)整體，即成為套筒，如圖五。閥芯和套筒內(nèi)孔精密配合，閥桿帶動(dòng)閥芯在套筒內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)，使得該閥在不同開度時(shí)都能有合乎使用要求的流量。也就是說(shuō)，他能夠較好的補(bǔ)償實(shí)際工況下流量特性的畸變。使得系統(tǒng)的流量自動(dòng)化調(diào)節(jié)更為靈敏和有效，如圖六。
由于該閥門具有全新的降壓節(jié)流原理、的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使其具有良好的調(diào)節(jié)性能和較長(zhǎng)的使用壽命，不但適用于減溫水調(diào)節(jié)閥，也適用于鍋爐連續(xù)排污調(diào)節(jié)閥和給水泵最小流量再循環(huán)調(diào)節(jié)閥，是該領(lǐng)域閥門的更新?lián)Q代和以國(guó)代進(jìn)的理想產(chǎn)品。
關(guān)鍵詞：調(diào)節(jié)閥 控制閥 發(fā)電機(jī) 發(fā)電機(jī)組 執(zhí)行機(jī)構(gòu)
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減溫水調(diào)節(jié)閥是火電廠中關(guān)鍵的控制閥之一。在300mw火力發(fā)電機(jī)組中，鍋爐過(guò)熱器有ⅰ級(jí)減溫水調(diào)節(jié)閥2臺(tái)，ⅱ級(jí)減溫水調(diào)節(jié)閥2臺(tái)，用于調(diào)節(jié)過(guò)熱蒸汽的溫度。在再熱器系統(tǒng)中，使用減溫水調(diào)節(jié)閥作為再熱蒸汽溫度微量調(diào)節(jié)，以及作為事故狀態(tài)下的噴水減溫作用。此外，在高壓旁路系統(tǒng)和低壓旁路系統(tǒng)也需要使用減溫水調(diào)節(jié)閥以達(dá)到蒸汽減溫效果。
調(diào)整減溫水是鍋爐控制蒸汽溫度的主要手段。由于擺角調(diào)整等控制作用的弱化、燃燒調(diào)整不合理、煤質(zhì)變化大等因素，導(dǎo)致減溫水用量偏大，降低機(jī)組效率，成為制約機(jī)組節(jié)能降耗的因素之一。噴水減溫調(diào)節(jié)要求整個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)準(zhǔn)確和快速，特別要求調(diào)節(jié)閥與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)配合。
以來(lái)，火電廠機(jī)組運(yùn)行中，減溫水的控制調(diào)節(jié)一直是大難題，汽溫波動(dòng)幅度大，直接影響鍋爐的安全運(yùn)行。要生產(chǎn)出合乎要求的減溫水調(diào)節(jié)閥，必須解決減溫水調(diào)節(jié)閥技術(shù)上的兩大難點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一種合理有效的結(jié)構(gòu)，既能防止汽蝕和沖刷損壞，又能有合乎使用要求的工作流量特性。下面我們來(lái)介紹一下減溫水調(diào)節(jié)閥存在兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn):
閥前閥后壓差較大，根據(jù)不同使用場(chǎng)合，壓差在1～10mpa之間。在高壓差工況下，減溫水在閥中會(huì)對(duì)閥內(nèi)件產(chǎn)生汽蝕和沖刷等損壞，使閥的密封面喪失關(guān)閉功能，造成漏流量過(guò)大，使蒸汽溫度控制困難。如果漏量過(guò)大，就會(huì)影響機(jī)組效益，造成能源消耗浪費(fèi)。減溫水調(diào)節(jié)閥是一種防空化的多級(jí)節(jié)流調(diào)節(jié)閥，也叫高壓差調(diào)節(jié)閥，是高壓、超高壓發(fā)電機(jī)組鍋爐減溫自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備，它以鍋爐過(guò)熱蒸氣一、二次減溫器的蒸汽溫度、 壓力等參數(shù)信號(hào)來(lái)控制閥門開度，調(diào)節(jié)鍋爐減溫器的進(jìn)水流量。
1、該閥門采用多級(jí)節(jié)流形式，調(diào)節(jié)性能好，密封性好。
2、節(jié)流面與密封面分開，閥芯和閥芯套表面經(jīng)滲氮石硬化處理，硬度達(dá)到hrc70左右，關(guān)閉嚴(yán)密，壽命長(zhǎng)。
3、具有結(jié)構(gòu)緊湊、抗氣蝕、抗沖刷、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。
火電廠減溫水調(diào)節(jié)閥選型規(guī)范技術(shù)上的關(guān)鍵點(diǎn)
減溫水調(diào)節(jié)閥存在兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)：
1.閥前閥后壓差較大，根據(jù)不同使用場(chǎng)合壓差在1～10mpa之間。在高壓差工況下，減溫水在閥中會(huì)對(duì)閥內(nèi)件產(chǎn)生汽蝕和沖刷等損壞，使閥的密封面喪失關(guān)閉功能，造成漏流量過(guò)大，使蒸汽溫度控制困難。如果漏量過(guò)大，就會(huì)影響機(jī)組效益，造成能源消耗浪費(fèi)。
2.減溫水調(diào)節(jié)系統(tǒng)中系統(tǒng)的流阻對(duì)減溫水調(diào)節(jié)閥流量特性影響很大，往往使減溫水調(diào)節(jié)閥流量特性發(fā)生畸變。一臺(tái)在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中流量特性為直線型的調(diào)節(jié)閥，用在減溫水系統(tǒng)中可能變?yōu)榭扉_型的，有可能在5%～10%開度時(shí)流量即達(dá)到，造成噴水量無(wú)法調(diào)節(jié)。即使是理想的等百分比流量特性，在實(shí)際工況下也畸變?yōu)榭扉_型。原因是管路系統(tǒng)的阻力對(duì)調(diào)節(jié)閥流量影響非常大。當(dāng)閥門處于小開度時(shí)，系統(tǒng)的壓降絕大部分作用在閥門上，這樣就使閥門的流量大大增加，超出我們預(yù)期的要求。假定我們采用通常的套筒調(diào)節(jié)閥甚至單座調(diào)節(jié)閥來(lái)控制減溫水，就不能進(jìn)行小流量調(diào)節(jié)。在閥門稍微開啟時(shí)，流量可能會(huì)達(dá)到3～5t/h，甚至更大。而實(shí)際上，減溫水最小流量需要控制在1t/h左右可調(diào)，甚至更小一些，比如0.5t/h。而流量根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同，應(yīng)達(dá)到5～30t/h之間。
要生產(chǎn)出合乎要求的減溫水調(diào)節(jié)閥，必須解決上述兩大難點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一種合理有效的結(jié)構(gòu)，既能防止汽蝕和沖刷損壞，又能有合乎使用要求的工作流量特性。
三．幾種常用的火電廠減溫水調(diào)節(jié)閥選型規(guī)范
為解決上述難點(diǎn)，很多專業(yè)人員進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的研究和開發(fā)，取得很好的效果。現(xiàn)介紹幾種常用的減溫水調(diào)節(jié)閥型式。
1.多級(jí)節(jié)流調(diào)節(jié)閥
如圖一所示，采用多級(jí)節(jié)流的閥芯和閥座，使入口高壓力通過(guò)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行多級(jí)降壓，并使介質(zhì)流速減慢，以防止汽蝕和沖刷。常用的有三級(jí)和四級(jí)，該結(jié)構(gòu)效果不太理想，閥前閥后壓差不能太大，有逐漸被下述閥門取代的趨勢(shì)。
2.迷宮疊片式
該種閥門的套筒（閥籠）是由十幾至數(shù)十片盤片疊加結(jié)合而成的一個(gè)整體，每一盤片上開有多道曲折拐彎的溝槽，作為流體通道。溝槽的尺寸、數(shù)量和拐彎的多少，依據(jù)工況不同而定。流道的形狀仿佛迷宮一般，故也稱為迷宮式調(diào)節(jié)閥。如圖二、圖三所示。這種閥國(guó)內(nèi)外都有生產(chǎn)，但其優(yōu)劣程度不同，故價(jià)格也相差甚大。其中的產(chǎn)品，以300mw機(jī)組的減溫水調(diào)節(jié)閥為例，2”-2500lb的閥門，整機(jī)價(jià)約合人民幣30多萬(wàn)元。
該閥門通過(guò)迷宮式的曲折流道使水流速度大為減緩，并將流速控制在一個(gè)合理的范圍，這樣就可以有效減輕或防止汽蝕和沖刷，達(dá)到延長(zhǎng)壽命的目的。其中盤片的流道也分為好幾種，有些流量系數(shù)大些，有些流量系數(shù)小些，組合以后獲得一個(gè)合乎實(shí)際工況要求的流量特性，這要通過(guò)理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法來(lái)達(dá)到。對(duì)于流量要達(dá)到使用要求一般比較容易，要使最小流量達(dá)到可調(diào)，有一定的技術(shù)難度，需要有一定的技巧。另外，該閥門零件精度比較高，尤其閥瓣和套筒之間配合是比較精密的，其活動(dòng)間隙、材料的熱膨脹、耐磨性、防咬性，閥座、閥瓣之間密封面的材料、寬度、形式、加工研磨都有嚴(yán)格要求，要有相當(dāng)專業(yè)水平的人員來(lái)完成，其中有一些可以說(shuō)屬于技術(shù)訣竅。對(duì)于這種技術(shù)訣竅細(xì)節(jié)的把握程度決定了閥門是否能達(dá)到較高的質(zhì)量。
三、火電廠減溫水調(diào)節(jié)閥選型規(guī)范環(huán)流對(duì)沖式調(diào)節(jié)閥
環(huán)流對(duì)沖式調(diào)節(jié)閥是在多孔抗汽蝕套筒閥、多級(jí)閥芯節(jié)流調(diào)節(jié)閥、迷宮疊片式調(diào)節(jié)閥的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，是高壓差抗汽蝕調(diào)節(jié)閥的新一代產(chǎn)品。環(huán)流對(duì)沖式調(diào)節(jié)閥的關(guān)鍵零件——環(huán)流對(duì)沖式盤片，采用特殊的結(jié)構(gòu)和工藝。該盤片和當(dāng)前流行的迷宮式盤片相比，形狀相近而功能和原理卻有很大區(qū)別。迷宮式盤片是在圓片上加工數(shù)道各自獨(dú)立的溝槽，溝槽路徑是曲折多彎的。通過(guò)十幾次甚至幾十次改變流體方向，達(dá)到增加阻力和逐步降壓，可以防止在降壓過(guò)程中產(chǎn)生空化和汽蝕。環(huán)流對(duì)沖式盤片在圓盤上也加工有數(shù)道至十?dāng)?shù)道溝槽。其溝槽由同心的環(huán)行槽和徑向槽互相貫通。相鄰的流道間可以溝通。流體由外環(huán)經(jīng)由徑向槽流入內(nèi)環(huán)。在流動(dòng)過(guò)程中，一部分流體一分為二，背向流去。另一部分流體合二為一，相向匯合。高速流動(dòng)的分子產(chǎn)生撞擊、摩擦和旋渦，大量消耗能量。使壓力能更有效降低。其降壓效果比迷宮式盤片更好、防汽蝕效果更佳、使用壽命也更長(zhǎng)。如圖四。
每個(gè)盤上的溝槽數(shù)量和尺寸是變化的，根據(jù)不同的系統(tǒng)中壓差的不同而設(shè)計(jì)出具有不同流阻的盤片。再將幾種不同流阻的盤片按照設(shè)計(jì)要求組合在一起，采用特殊工藝將其緊密結(jié)合成一個(gè)整體，即成為套筒，如圖五。閥芯和套筒內(nèi)孔精密配合，閥桿帶動(dòng)閥芯在套筒內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)，使得該閥在不同開度時(shí)都能有合乎使用要求的流量。也就是說(shuō)，他能夠較好的補(bǔ)償實(shí)際工況下流量特性的畸變。使得系統(tǒng)的流量自動(dòng)化調(diào)節(jié)更為靈敏和有效，如圖六。
由于該閥門具有全新的降壓節(jié)流原理、的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使其具有良好的調(diào)節(jié)性能和較長(zhǎng)的使用壽命，不但適用于減溫水調(diào)節(jié)閥，也適用于鍋爐連續(xù)排污調(diào)節(jié)閥和給水泵最小流量再循環(huán)調(diào)節(jié)閥，是該領(lǐng)域閥門的更新?lián)Q代和以國(guó)代進(jìn)的理想產(chǎn)品。
關(guān)鍵詞：調(diào)節(jié)閥 控制閥 發(fā)電機(jī) 發(fā)電機(jī)組 執(zhí)行機(jī)構(gòu)
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