電動楔式閘閥的研發與應用研究

摘要：隨著超（超）臨界火電機組的發展，對閘閥提出了更高的要求，有必要對應用于超（超）臨界火電機組的閘閥進行深入的研究。文章結合武鍋閥門公司閘閥研制實際，對超（超）臨界火電機組中電動楔式閘閥的研發和應用進行了分析，具有一定的借鑒價值。

關鍵詞：電動楔式閘閥；超（超）臨界

中圖分類號：TH134 文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2014）15-0095-02

1超（超）臨界閘閥現狀

閘閥是超（超）臨界機組第一類關鍵閥門，量大、面廣，國內超臨界、超超臨界高參數機組的配套閥門大部分都是進口閥門，不僅提高了我國超臨界、超超臨界機組的建造成本，而且嚴重制約我國超臨界、超超臨界機組的后期運行和發展。

閘閥有各種不同的結構形式，其主要區別是采用的密封元件結構形式不同。根據密封元件的結構，通常把閘閥分為兩種不同類型，即平行式閘閥和楔式閘閥。根據閥桿的結構，還分為旋轉升降桿（明桿）和旋轉桿（暗桿）閘閥。隨著電站閘閥的技術開發和完善，武鍋閥門公司充分掌握了大型亞臨界及其以下各參數鍋爐配套閘閥的設計、制造技術，解決了一個又一個技術難題，積累了大量的實踐經驗，隨著電站鍋爐向超臨界、超超臨界參數的發展，公司在進行600 MW鍋爐配套閘閥的研制的同時，著手超臨界、超超臨界鍋爐配套閥門的開發調研。

由于超（超）臨界閘閥是在高溫高壓狀態下使用，因此，產品設計和材質的選用是關鍵，目前國內尚無設計制造超（超）臨界閥門的枝術標準，也無相應材料和材料標準供選用。國內超臨界、超超臨界高參數機組的配套閥門都是從國外進口。

隨著火力發電機組向高參數大型化發展，節能、降耗，環保的600 MW、1 000 MW超（超）臨界火電機組已成為常規火電的主力機組。對于主蒸汽管道和給水管道上的一些閘閥也就提出了新的要求，必須經受住高溫高壓所帶來的一系列問題，如對部件的作用力、溫度變化所造成的熱應力及密封性等。

2電動楔式閘閥的研發與應用

高溫閘閥根據高壓設備運行的經驗進行了某些改變，如其零件采用優質材料制成，提高加工的質量和精密度。武鍋閥門公司研發的高強度帶彈性球形環裝置的超臨界壓力電動楔式閘閥（如圖1所示）就是應用于超（超）臨界火電機組的閥門。

高強度帶彈性球形環裝置的超臨界壓力電動楔式閘閥由啟閉件、自密封連接件及驅動件三部分組成。

閥門密封系統是靠對稱組裝的兩個楔式閥瓣兩密封面楔入閥體兩密封面時，依靠安裝在兩楔式閥瓣環形支撐面之間的彈性球形環裝置的受力變形，使兩閥瓣密封面和閥體密封面緊密貼合，并始終保持靜壓狀態達到閥門密封的。彈性球形環裝置由嵌入左右閥瓣內側的定環（球形環座）和置于定環中間的動環（球形環）組成。采用這種裝置可以實現楔式密封的理想工況，使楔式閘閥閥瓣單向密封變為雙向密封，密封更安全更可靠。

彈性球形環裝置動環的球面允許閥瓣自動調節其與閥座的吻合度，起到萬向的作用。

該結構不受介質壓力、溫度、口徑的影響，密封性能好，安全可靠，比同類型號規格閘閥所用電動裝置功率小。

高強度帶彈性球形環裝置的超臨界壓力電動楔式閘閥裝配簡圖如圖2所示，密封面放大圖如圖3所示。

①彈性球形環裝置（序號4、序號39）設計在閥瓣（序號3）密封面背面位置，可大大減小閥瓣中心彎曲力，增大密封面密封力，尤其在超高壓、大口徑參數下，可有效提高閥瓣強度，保證可靠密封。②彈性球形環裝置的球面環（序號39）設計為球面，閥瓣可根據閥座密封面的角度自行調整兩密封面之間的吻合度，具有自動萬向調節功能。③彈性球形環（序號4、序號39）在閥門機構中起到環形彈簧的作用：預緊時，彈性變形力可提供初始密封力；閥門關閉時，減小了密封所需的閥桿力，提高閥桿強的和穩定性。④彈性球形環裝置（序號4、序號39）的緩沖特性，解決了電動執行機構開關失靈或長期運作后，限位點漂移造成閥門過閘或形成不到位的問題。⑤雙閥瓣（序號3）的連接采用階梯銷（序號5）固定壓板（序號6）的方式，避免了傳統夾板連接材料利用率低、加工復雜的問題，同時階梯銷也防止了圓柱銷在運輸或水平安裝時容易脫離的問題。

高強度帶彈性球形環裝置的超臨界壓力電動楔式閘閥是為滿足超臨界、超超臨界高參數機組鍋爐而自主研發、設計、制造的閥門，具有許多獨創技術和完美的性能。

其主要特點有：①彈性球形環裝置設計在閥瓣密封面背面位置，可大大減小閥瓣中心彎曲力，增大密封面密封力，尤其在超高壓、大口徑參數下，可有效提高閥瓣強度，使楔式閘閥閥瓣單向密封變為雙向密封，密封更安全更可靠。②彈性球形環裝置的球面環設計為球面，閥瓣可根據閥座密封面的角度自行調整兩密封面之間的吻合度，具有自動萬向調節功能。③彈性球形環在閥門機構中起到環形彈簧的作用：預緊時，彈性變形力可提供初始密封力；閥門關閉時，減小了密封所需的閥桿力，提高閥桿強度和穩定性。④彈性球形環裝置的緩沖特性，解決了電動執行機構開關失靈或長期運作后，限位點漂移造成閥門過閘或形成不到位的問題。⑤雙閥瓣的連接采用階梯銷固定壓板的方式，避免了傳統夾板連接材料利用率低、加工復雜的問題，同時階梯銷也防止了圓柱銷在運輸或水平安裝時容易脫離的問題。

3結語

高強度帶彈性球形環裝置的超臨界壓力電動楔式閘閥的研制成功使武鍋閥門公司在超（超）臨界閥門領域邁出了很重要的一步，以其高強度和高穩定性的特點獲得了業內人士的一致好評。

參考文獻：

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[2] 陸培文.實用閥門設計手冊[M].北京:機械工業出版社，2007.

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