硬密封復合閥在琿春發電廠的應用

摘要：本文介紹了大唐琿春發電廠330MW機組通過對主蒸汽系統的內漏的疏水閥換型改造，系統運行的安全性和經濟性均得到了顯著提高，取得了較好的節能效果。

關鍵詞：硬密封復合閥 主蒸汽 內漏 節能

1 概述

隨著火力發電企業單機容量的不斷增大，主蒸汽系統中到處是高溫、高壓等惡劣的工況，機組的連續運行對閥門的嚴密性要求也更高。隨著閥門的內漏給電力企業帶來巨大的能源損失，無論是排污、排氣、疏水閥門內漏令人十分頭痛，嚴重影響機組的經濟運行。

大唐琿春發電廠N330—17.75/540/540型汽輪機為亞臨界、一次中間再熱、單軸三缸雙排汽、沖動凝汽式汽輪機。主蒸汽系統疏水各閥門采用美國Copes Vulcan公司生產的疏水調節閥。由于多種原因主蒸汽系統內漏閥門較多，對凝汽器熱負荷影響較大，端差居高不下，嚴重影響機組的經濟性。閥門漏泄造成的沖刷帶來后果嚴重，運行中長期沖刷管道、容器發生的漏泄直接影響到機組的安全運行。

2 傳統閥門存在的問題

傳統閥門以單閥桿，單密封的老舊設計思路，閥門閥座是焊接在閥體上加工出來的，這樣閥體在受熱時的不規則變形，使閥座密封面也不規則變形，而導致泄漏。在傳統閥門的電動控制時，往往因閥門關閉過緊，導致電動頭的力矩不夠，無法再將閥門打開，造成閥門與電動頭的損壞，故客戶在調試電動頭的時候，一般在選定關行程是不約而同的將行程后退一些，以保電動頭的安全，而殊不知此時無意中人為的造成了閥門的關閉不嚴，導致閥門被沖刷，失效。而一旦電動頭行程在運動過程中發生變化，則更易損壞閥門和電動頭。傳統閥門的單密封結構，閥門一旦開始有內漏，那么在介質的作用下，密封面將被迅速沖刷、破壞，使閥門很快失效。

3 復合閥二級密封原理

由于傳統閥門的單密封結構，閥門一旦開始有內漏，那么在介質的作用下，密封面將被迅速沖刷、破壞，使閥門很快失效。而復合閥的復合密封結構，決定了其所獨有的自我保護功能，能極大的延長閥門的使用壽命，其中的一級密封在開關過程中，始終起到了降壓、密封作用，更重要的是同時起到了對后一級密封的保護作用。（如圖1）

而一旦一級密封因某種原因受到損壞時，其第二級密封此刻則起到了對第一級密封的降壓保護作用，實現兩重密封的相互自我保護，保證了即使其中某一級密封被破壞，而另一側密封仍能保證密封的嚴密性，并保證了被破壞處不會被繼續沖刷、破壞，不會導致失效，有力的保證了機組的繼續正常安全運行，大大的延長了閥門的使用壽命，是普通傳統閥門的數十倍。

4 硬密封復合閥特點

4.1 獨特的雙閥桿，雙密封結構

此閥門創造性的設計理念突破了傳統閥門單閥桿，單密封的老舊設計思路，采用獨特的雙閥桿，雙閥芯，雙閥座的復合密封結構，兩種密封結構各自相對獨立，但又互相聯系，相互保護成為有機整體。

4.2 獨特的預緊力密封

在傳統閥門的電動控制時，往往因閥門關閉過緊，導致電動頭的力矩不夠，無法再將閥門打開，造成閥門與電動頭的損壞，故客戶在調試電動頭的時候，一般在選定關行程是不約而同的將行程后退一些，以保電動頭的安全，而殊不知此時無意中人為的造成了閥門的關閉不嚴，導致閥門被沖刷，失效。而一旦電動頭行程在運動過程中發生變化，則更易損壞閥門和電動頭。

本閥門在預緊力密封結構則從根本上解決了上述這一突出矛盾，電動頭通過閥桿上的預緊力蝶簧嚴密關閉閥門后，蝶簧依然有一個預緊力，保證了閥門的嚴密關閉，同時蝶簧的反作用力又保證了電動頭以最小的力矩，最輕松的開啟閥門，況且一旦電動頭行程在操作過程中發生變化，則蝶簧預緊力能隨時補充這一變化所造成的閥芯移位，做到了始終保護閥門的嚴密密封，達到了徹底零泄漏。

4.3 獨立的閥座結構

傳統的閥門閥座是焊接在閥體上加工出來的，這樣閥體在受熱時的不規則變形，使閥座密封面也不規則變形，而導致泄漏。活動復合閥閥座的獨立結構設計克服了閥座隨閥體變形的這一根本問題。

4.4 方便檢修的閥體結構

本復合閥的另一專利是閥門的截止密封部分與球密封均可實現在線更換，既在機組停止運行后，不需要將閥門切割下來就可以更換截止密封或球密封，方便用戶在很短的時間內完成閥門的搶修，同時由于檢修時不需要切割與焊接，節約了用戶的檢修時間與檢修費用。

5 與進口閥的綜合對比

復合閥無論是在關閉或開啟過程中，一級密封起密封、降壓、保護作用，使二級密封在無壓差、無沖刷情況下嚴密關閉；當二級密封嚴密關閉以后，反過來保護了一級密封，減輕一級密封壓力，一級密封得到保護，正是由于這兩道密封的相互作用，相互聯系極大提高了閥門的嚴密性和使用壽命。

由于硬密封復合閥雙重密封能真正做到零漏泄，完全可以取代進口閥門。從目前國內幾十家火電廠使用情況看，使用效果優于進口閥門。

6 節能效果

單臺機組更換8個復合閥，單個閥門4萬元，總投資32萬元。對更換前后的主蒸汽系統內漏閥門溫度進行檢測，溫度全部由300-400℃降到30-40℃，完全達到預計效果。

單臺機組年運行發電量18億千瓦時，標煤單價按400元/k計算，單個疏水閥門節約標煤量主蒸汽系統閥門按約0.15k計算，發一億千瓦時電量可節約15噸標煤，再熱系統疏水閥按約0.1k計算，發一億千瓦時電量可節約10噸標煤，主蒸汽系統更換3個，再熱系統更換5個。單機年可節約標煤1710噸，節約資金68.4萬元。

7 結束語

大唐琿春發電廠通過將主汽系統內漏的疏水閥更換為硬密封復合閥，凝汽器熱負荷得到控制，端差基本達到設計值，收到了顯著的節能效果，設備的安全性得到提高。為能夠節約每一滴水、每一滴油、每一克汽，為系統的有效隔斷起到至關重要的作用。

參考文獻：

[1]大唐琿春發電廠3號機C級檢修前熱力試驗報告.

[2]大唐琿春發電廠3號機C級檢修后熱力試驗報告.

[3]大唐琿春發電廠4號機C級檢修前熱力試驗報告.

[4]大唐琿春發電廠4號機C級檢修后熱力試驗報告.