姚金成

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引言

發(fā)電廠中的主要熱力系統(tǒng)有:主蒸汽系統(tǒng)、抽汽系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、凝結(jié)水系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)等。其中的給水系統(tǒng)是將除氧器中的凝結(jié)水加壓后輸送至鍋爐,而給水系統(tǒng)中的給水泵是發(fā)電廠中電耗最大的轉(zhuǎn)動設(shè)備。因鍋爐的需水量隨機組的負荷及主蒸汽參數(shù)改變而隨之變化,給水流量的調(diào)節(jié)則是通過改變給水泵電機的頻率或調(diào)節(jié)偶合器的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)的。當給水泵運行中進入泵體內(nèi)部的水量不足時,給水在泵體中將產(chǎn)生局部汽化,導致給水泵內(nèi)部部件汽蝕損壞,給水泵將無法繼續(xù)運行。

一、最小流量閥概述

給水再循環(huán)系統(tǒng)就是一套為保護給水泵在鍋爐需水量小于給水泵的最小流量時而開啟的一套保護系統(tǒng),這套保護系統(tǒng)所做的功是一種無用功,所以在正常情況下,如果該系統(tǒng)中的最小流量閥出現(xiàn)內(nèi)漏,將直接導致給水泵的電耗增加。最小流量閥即是給水再循環(huán)系統(tǒng)中的隔離閥門,也是調(diào)節(jié)閥門。并且是發(fā)電廠熱力系統(tǒng)中工況最惡劣的設(shè)備之一:最小流量閥入口側(cè)的介質(zhì)壓力是給水泵出口壓力,出口側(cè)則降為略大于除氧器內(nèi)部的壓力,壓力差近15倍以上。閥門即承受高壓介質(zhì)的沖刷,又承受壓力降低后汽蝕的沖擊,所以對最小流量閥內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)提出了更高的要求。

二、電廠中廣泛使用的幾種最小流量閥

1)工作原理。最小流量閥雖然種類繁雜,外形結(jié)構(gòu)各有不同,但其工作原理與作用大同小異,一是通過閥體中的閥芯隔離系統(tǒng)中的工作介質(zhì),二是通過閥體中的減壓裝置降低閥門出口側(cè)的介質(zhì)壓力。

2)傳動方式。最小流量閥在傳動方式上主要分為電動、氣動兩種。在一些小功率機組中也有手動操作的。電動和氣動只是傳動形式不同,都是通過接受給水流量信號并及時、準確地自動調(diào)整最小流量閥的開度,滿足給水泵所需的最小給水流量,確保給水泵不受汽蝕損壞。

3)結(jié)構(gòu)形式。常見的最小流量閥按閥門結(jié)構(gòu)形式可分為兩種:一種為截止閥,如美國C&V最小流量閥;一種為閘板閥,如日本日立最小流量閥。按減壓方式也可分為兩種:一種是減壓裝置安裝在密封面以前,既:介質(zhì)由閥門入口處進入后,先經(jīng)減壓裝置減壓后,再流經(jīng)閥門密封面,最后由出口流出。另一種是減壓裝置安裝在密封面以后,即:介質(zhì)由閥門入口進入后,先經(jīng)過閥門密封面,再通過減壓裝置進行減壓,最后由出口流出。

三、常用的幾種最小流量閥存在的問題

最小流量閥是大容量發(fā)電機組中必不可少的一種設(shè)備,它的漏泄量大小直接對給水泵單耗產(chǎn)生影響,所以各電廠對此都十分重視。但最小流量閥內(nèi)漏現(xiàn)象在電廠中較為普遍,主要原因為最小流量閥使用工況惡劣,介質(zhì)壓力高,閥門前后壓差大,而且閥門開度又隨給水泵的流量變化而變化,尤其在小流量范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時,介質(zhì)對閥門密封面的沖刷非常嚴重,所以最小流量閥是電廠各熱力系統(tǒng)中最容易發(fā)生漏泄的閥門。

給水再循環(huán)系統(tǒng)是將給水返回到除氧器的系統(tǒng),期間必須將給水壓力降至略大于除氧器的壓力,否則高壓水流將對除氧器液位產(chǎn)生大幅擾動,使除氧器液位失真。而完成這個減壓任務(wù)的是由安裝在最小流量閥體內(nèi)部的一套減壓裝置來進行的,也正是由于最小流量閥要同時完成減壓、調(diào)整介質(zhì)流量及切斷介質(zhì)的任務(wù),所以最小流量閥需要具備非常好的材料性能、調(diào)節(jié)性能。

經(jīng)過對最小流量閥的多次拆裝、檢修,以及對閥門經(jīng)常出現(xiàn)漏泄的部位的結(jié)構(gòu)進行分析、比較,發(fā)現(xiàn)最小流量閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)與其他閥門相比相對復雜。汽蝕、沖涮、內(nèi)部密封墊片的緊力不足是最小流量閥最容易出現(xiàn)內(nèi)漏的三個主要形式,如果將最小流量閥的作用、功能進行拆分,上述最小流量閥的缺點將會得到大幅度改進,那么這種新形式再循環(huán)系統(tǒng)將會滿足電廠的生產(chǎn)需要,對各電廠的經(jīng)濟性都會有一定的提高。

四、再循環(huán)系統(tǒng)改造的新構(gòu)想

新型最小流量閥推翻了原有最小流量閥的結(jié)構(gòu)形式,對最小流量閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行了拆分,將最小流量閥中的減壓裝置從閥門中分離出來,使其成為一個獨立部套,并安裝于新型最小流量閥入口之前,使其只承擔介質(zhì)降壓作用。最小流量閥的作用簡化為閥座密封面與閥座為一體設(shè)計的高壓截止閥,二者共同作用完成最小流量閥的功能。由于新型最小流量閥中的閥座密封面與閥座為一體設(shè)計,所以閥門內(nèi)部不存在除密封面以外其他部位的漏泄。對于閥門密封面來說,因減壓裝置安裝在最小流量閥入口前的管道上,流經(jīng)最小流量閥的介質(zhì)變?yōu)榈蛪航橘|(zhì),對閥門的沖刷及汽蝕都已經(jīng)大幅度減輕,閥門成為一臺低壓截止閥,安全性能、密封性能都將得到了大幅度提高。

新型最小流量閥僅對原有最小流量閥的結(jié)構(gòu)進行了改進與拆分,原理與功能與原最小流量閥相同。它們的主要區(qū)別在于:新型最小流量閥對原有最小流量閥中的幾個漏泄點做了預防性處理,并對結(jié)構(gòu)做了改進與拆分,提高了閥門的安全性與可靠性。

五、新型最小流量閥的優(yōu)點

(一)保證最小流量閥的嚴密性,解決了漏泄問題。

(二)減少設(shè)備的維修量和勞動強度。

(三)提高設(shè)備的安全運行時間和設(shè)備的完好率水平。

(四)降低給水泵單耗。

結(jié)語

發(fā)電廠給水再循環(huán)系統(tǒng)是將給水泵出口多于鍋爐需要水量的部分給水再返回除氧器的系統(tǒng),作用是在鍋爐需水量減少時為保證進入給水泵的水量大于給水泵內(nèi)部發(fā)生汽化的最小流量,從而保護給水泵不被汽蝕損壞。本文重點探究了發(fā)電廠給水再循環(huán)系統(tǒng)中給水泵最小流量閥泄露問題及處理措施,通過對多種最小流量閥的解體檢修及對漏泄點的分析,提出一種全新的、具有嚴密密封性能的、安全可靠的最小流量閥。