摘要:介紹了西安秦申公司超超臨界機組主蒸汽疏水閥門,閥門整體結構上采用了流開型。能自動找正的浮動閥芯采用非平衡式結構,節流罩進行限流耗能降壓,有效防止密封面受到沖蝕。閥門泄漏等級高,關閉嚴密,使用壽命長??筛鼡Q式活閥座的采用,使得現場維護檢修時不需要切割焊接閥門管道,只需解體更換閥內件即可,省時、方便、低成本。
眾所周知,超臨界、超超臨界機組已經成為我國現今發電廠的主力機組?!笆濉逼陂g國家“863”計劃《超超臨界火力發電技術》一文規定了蒸汽壓力≥25MPa,主蒸汽溫度≥593℃,可以界定為超超臨界火力發電機組。因此,超超臨界機組上使用的主蒸汽疏水閥門參數一般為:閥前壓力31MPa,閥后連接疏水擴容器,溫度610℃,公稱壓力4500Lb,閥體材質為F92。
這類閥門的現場使用工況惡劣,不僅溫度高,壓力高,而且閥門前后壓差大,容易造成空化汽蝕。
近年來,我們經常接到客戶對此類閥門的咨詢電話,客戶對閥門的品質要求也越來越高,在保證閥門關閉嚴密的前提下,用戶更加希望閥門能夠保證較長的使用壽命,而且盡可能做到閥座現場可更換,縮短檢修時間,保護電廠主蒸氣金屬管道不被反復切割。
鑒于對以上種種因素的綜合考慮,結合國外諸多閥門的成功經驗,我們提出了套筒式主蒸汽疏水閥門的概念。
圖一 主蒸汽疏水閥門結構示意圖
(1)閥門的閥座采用可拆卸式結構,整套閥內件拆裝維護非常方便。
(2)閥門采用套筒式抗汽蝕節流結構。
(3)組合密封:避免小開度沖刷,使閥門在小開度時幾乎沒有流體通過,有效保護密封面,使用壽命長。
(4)閥門采用流開型,填料始終處于低壓區,避免產生高壓外漏的可能性。
(5)閥座下方加有防卡澀節流罩,防止介質內部的雜質損傷密封面。
(6)閥芯采用浮動閥芯自動找正,密封嚴密。
(7)閥芯采用了非平衡式結構,泄漏等級高于ANSI B16.104-1998Ⅴ級。
(8)上閥蓋與閥體之間采用金屬自密封結構,密封可靠。
(9) 閥桿尺寸合適,填料摩擦力小,對執行機構推力要求小。
圖2 閥內組件和閥門實物圖
我們首次研發的產品共5臺,于2014年應用于江西某電廠660MW超超臨界主蒸汽管道,歷經4年、數十次啟停機,至今運行平穩,閥體溫度為常溫(詳見附圖2-1、2-2、2-3)。該廠近日又續訂若干臺同等參數產品,山東某電廠已陸續使用此種閥門十幾臺,還有湖南、河北、上海等地的訂單......!
閥門參數為:
閥前壓力:26.25MPa
閥后壓力:0.0055MPa
溫度: 610℃
公稱通徑:DN40
公稱壓力:4500Lb
閥體材質:F92
我們分別于2016年6月份、2017年5月份和2018年4月份,對江西某用戶進行三次回訪。三次回訪當天的環境溫度為41℃左右,閥體溫度為38℃左右。
2-1
2-2
2-3
幾種國外著名品牌的疏水閥
結構示意圖
(小圖1到小圖6)
這些國外產品因其設計精良,制造工藝先進,廣泛應用于超臨界以及超超臨界機組上。根據這些主汽疏水閥的結構,我們可以大致分為以下三種類型:
(1)套筒式結構,如圖1;
(2)截止閥結構,如圖2、圖3、圖4;
(3)球閥結構,如圖5和圖6。
圖1到圖4均為流開型,介質低進高出,避免了填料工作在高壓區域,有效防止了填料高壓外漏的可能性。
圖1的主汽疏水閥門,采用了自密封結構,加裝閥套,有效地保護了密封面。但是,閥座上有個壓塊與閥體焊在一起。由于閥本體都是合金鋼,壓塊與閥體焊接時,還需做熱處理,工藝復雜,增加了檢修難度。
圖2到圖6為截止閥和球閥結構,密封嚴密,結構簡單,體積小,安裝方便。有的截止閥采用了浮動式閥芯結構。
這些國外品牌的疏水閥,其結構各有優缺點,在國內大機組上廣泛應用,使用效果也還不錯。我們可以看到,從圖2到圖4,其閥座都是不可更換的。
圖5到圖6的球閥,閥座雖可更換,但閥內件一旦沖刷,修復困難。而且,在超高溫超高壓和大壓差的苛刻工況下,沒有采取保護密封面的節流措施,這是其不夠完美的地方。
我們對以上幾種結構,做了一個簡單的對比圖表,如下圖所示:
我公司自上世紀80年代以來,一直致力于大型火力發電機組苛刻工況閥門的研究和設計制造,開發了系列的高溫高壓疏水閥和高溫高壓調節閥,產品服務于全國近500家火力發電廠。經歷數十年的臥薪嘗膽,在國外品牌壟斷的細分領域,產品以其獨到的技術和優良的品質,得到了客戶的好評。但是,我們要始終保持謙虛謹慎的態度,在高端閥門領域技術的研發方面,從不敢有一日懈怠。我們今日向各位專家、同行、客戶匯報我們的產品,旨在聽到大家的批評意見以及改善的建議,愿與同行攜起手來,為國產高端閥門的技術進步共同努力。