1 000 MW機(jī)組再熱器減溫水調(diào)節(jié)閥內(nèi)漏治理及調(diào)節(jié)線性優(yōu)化改造

魏道君，王志榮

(華電萊州發(fā)電有限公司，山東 萊州 261441)

1 000 MW機(jī)組再熱器減溫水調(diào)節(jié)閥內(nèi)漏治理及調(diào)節(jié)線性優(yōu)化改造

魏道君，王志榮

(華電萊州發(fā)電有限公司，山東 萊州 261441)

針對某發(fā)電廠#1，#2鍋爐再熱器減溫水調(diào)節(jié)閥實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)的零開度漏流、小開度調(diào)節(jié)線性差等問題，提出了將調(diào)節(jié)閥芯改為三重密封結(jié)構(gòu)、節(jié)流套改成三級調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)、閥門流量調(diào)節(jié)線性曲線采用等百分比特性曲線的改造方案。改造后消除了零開度漏流現(xiàn)象，閥門實(shí)際流量調(diào)節(jié)線性良好，可為同類型調(diào)節(jié)閥的改造提供參考。

再熱器減溫水調(diào)節(jié)閥；內(nèi)漏；小開度；調(diào)節(jié)線性；等百分比特性

0 引言

某發(fā)電廠#1鍋爐為1 000 MW高效超超臨界參數(shù)變壓直流爐，是東方鍋爐(集團(tuán))股份有限公司生產(chǎn)的DG3000/26.15-Ⅱ1型單爐膛、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、運(yùn)轉(zhuǎn)層以上露天布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)Π型鍋爐。再熱器減溫水調(diào)節(jié)閥型號為19-859，壓力等級1 500 LB，出廠編號SN30520015。針對現(xiàn)場實(shí)際工況及存在的問題，本著消除零開度漏流、優(yōu)化小開度調(diào)節(jié)線性和實(shí)用有效的原則進(jìn)行改造。

1 再熱器減溫水調(diào)節(jié)閥改造背景

2013年12月，該電廠#1，#2鍋爐運(yùn)行一段時間后，再熱器減溫水調(diào)節(jié)閥有零開度漏流、小開度調(diào)節(jié)線性差的現(xiàn)象。通過分析統(tǒng)計數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥在正常調(diào)節(jié)范圍內(nèi)調(diào)節(jié)線性沒能達(dá)到設(shè)計狀態(tài)(如圖1所示)，閥門開啟到約1.3%時流量已經(jīng)達(dá)到43.67 t/h，開度在50%左右時已經(jīng)為最大流量，初步判定實(shí)際運(yùn)行曲線類似拋物線曲線(如圖2所示)，與要求的等百分比曲線趨勢正好相反，調(diào)節(jié)閥根本無法進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)。在解體閥門時，發(fā)現(xiàn)閥座密封面沖蝕嚴(yán)重，實(shí)際運(yùn)行1個月后最大漏流量可達(dá)15 t/h(零開度，額定負(fù)荷下)。

再熱器減溫水設(shè)計為事故噴水，運(yùn)行中投入大量的減溫水和長期內(nèi)漏會直接影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性；同時，調(diào)節(jié)閥小開度時流量的大幅變化，對高溫再熱器的氧化皮剝落產(chǎn)生了很大影響，更突顯此閥門改造的必然性。

圖1 原閥門設(shè)計流量調(diào)節(jié)線性曲線

圖2 原閥門實(shí)際流量調(diào)節(jié)線性曲線

該閥門為鼠籠式調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)[1]，閥芯為平衡式閥芯，根據(jù)其密封面沖蝕嚴(yán)重的現(xiàn)象，將節(jié)流套由原來的單級調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)改成三級調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，通過逐級降壓來降低介質(zhì)流速，減少介質(zhì)對閥芯與閥座密封面的沖蝕；同時，調(diào)節(jié)線性曲線采用等百分比曲線，這種曲線在小開度時調(diào)節(jié)性能優(yōu)秀。通過這些方面的改造，即可消除調(diào)節(jié)閥零開度漏流、優(yōu)化小開度調(diào)節(jié)線性的目的。閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥門本體大部分不用更換，不但節(jié)省時間而且節(jié)約開支。

2 原因分析

(1)從實(shí)際運(yùn)行情況看，再熱器減溫水調(diào)節(jié)閥的閥門實(shí)際流量較設(shè)計流量大了很多，閥門的選型存在一定問題，即閥門的流通能力較大，節(jié)流面積大了，導(dǎo)致閥門小開度下流量較大，不能滿足閥門小開度調(diào)節(jié)的要求。

(2)閥座與閥體焊在一起，閥座密封面與閥座節(jié)流套配合部位較薄，閥座密封面硬質(zhì)合金層易脫落。

(3)節(jié)流套雖為兩層但兩層之間有較大間隙，相當(dāng)于單級節(jié)流，密封面沖刷較嚴(yán)重。

(4)閥座與閥體焊接在一起，檢修時閥座更換很不方便。

原閥門結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 原閥門結(jié)構(gòu)

3 改造方案[2-4]

根據(jù)閥門的運(yùn)行參數(shù)可知，此閥的壓差較大，可改為三級節(jié)流，減小每級的壓差。首先對每級的流通能力進(jìn)行計算，并計算出閥門所需的面積；然后，根據(jù)閥門的運(yùn)行工況，選用等百分比流量特性計算出不同開度下流過閥門的介質(zhì)流量；最后，設(shè)計節(jié)流套節(jié)流部分的通過能力(即截面積的總數(shù)值)，并確定閥芯的合理結(jié)構(gòu)。該閥芯為平衡式結(jié)構(gòu)，為達(dá)到零泄漏的目的，將閥芯密封結(jié)構(gòu)設(shè)計為三道密封的結(jié)構(gòu)，計算公式如下[5]

通過公式可以看出，當(dāng)閥門通過的流量一定時，閥門為一級節(jié)流時壓差較大，閥門的流速v較大，對閥門的沖刷較嚴(yán)重。閥門采用多級節(jié)流時，每級的壓差減小，流速相對減小，介質(zhì)對閥門的沖刷減小。

(1)將閥門的調(diào)節(jié)閥芯密封圈改為多個密封圈結(jié)構(gòu)，采用1個金屬活塞環(huán)+1個炭精環(huán)+1個特氟龍密封圈的三重密封結(jié)構(gòu)，可保證閥門在關(guān)閉時零泄漏[6-7]。

(2)對閥門的調(diào)節(jié)付重新進(jìn)行設(shè)計計算，采用多級節(jié)流形式，減小每級的壓差。小孔節(jié)流將介質(zhì)分解為多個小水柱，消耗其能量，減小沖刷，減少閥門的振動并提高使用壽命。

(3)采用等百分比流量特性(原閥門的流量特性是直線特性)，并考慮流量的裕度，優(yōu)化小開度調(diào)節(jié)。改造后的閥門設(shè)計流量調(diào)節(jié)線性曲線如圖4所示，實(shí)際流量調(diào)節(jié)線性曲線如圖5所示。由實(shí)際運(yùn)行流量曲線可以看出，改造后閥門線性度調(diào)節(jié)良好。

圖4 改造后的閥門設(shè)計流量調(diào)節(jié)線性曲線

圖5 改造后的閥門實(shí)際流量調(diào)節(jié)線性曲線

(4)閥瓣采用抗沖刷的不銹鋼，密封面堆焊硬質(zhì)合金，而且保證堆焊層有足夠的厚度，并將閥瓣表面做硬化處理，增強(qiáng)密封付的抗沖刷能力，提高閥芯的使用壽命[8]。

(5)將閥座改為活閥座，密封面與節(jié)流套配合部位適當(dāng)加厚，防止堆焊層脫落[9]。

改造后的閥門結(jié)構(gòu)如圖6所示，改造后的運(yùn)行參數(shù)見表1。

圖6 改造后的閥門結(jié)構(gòu)

參數(shù)單位數(shù)值最大工作壓力MPa13．5正常工作壓力MPa9．1～10．0正常工作溫度℃195正常汽水壓差(減溫水母管與再熱蒸汽)MPa6．0～6．5最小汽水壓差MPa2．0最大汽水壓差MPa12．0正常工作流量t/h0～36最小工作流量t/h0最大工作流量(全開時調(diào)節(jié)閥壓差為5．3MPa)t/h89

此次改造不但解決了再熱器減溫水調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)線性問題，還把不可拆卸閥座改成可以拆卸的，檢修時閥座無論更換或修復(fù)，只需更換下面的密封墊片即可，大量降低了檢修維護(hù)成本。

4 結(jié)束語

通過實(shí)際運(yùn)行流量曲線可以看出，此次改造無論從內(nèi)漏治理，還是從閥門線性度調(diào)節(jié)來看，均很好地達(dá)到了設(shè)計目的，改造是可靠和經(jīng)濟(jì)的，并給以后的檢修帶來便利。

[1]閥門的標(biāo)志和涂漆：JB/T 106—2004[S].

[2]形狀和位置公差 未注公差值：GB/T 1184—1996[S].

[3]電站閥門:NB/T 47044—2014[S].

[4]電站調(diào)節(jié)閥技術(shù)條件:GB/T 10869—2008[S].

[5]通用機(jī)械研究所.閥門設(shè)計與計算[M].北京：通用機(jī)械研究所，1974.

[6]承壓設(shè)備無損檢測 第5部分:滲透檢測:NB/T 47013.5—2015[S].

[7]氣動調(diào)節(jié)閥：GB/T 4213—2008[S].

[8]承壓設(shè)備無損檢測 第3部分:超聲檢測:NB/T 47013.3—2015[S].

[9]氣焊、手工電弧焊及氣體保護(hù)焊焊縫坡口的基本形式與尺寸：GB 985—1988[S].

(本文責(zé)編：劉芳)

2017-01-04；

2017-02-21

TK 223.3+7；TK 223.7+5

B

1674-1951(2017)03-0039-03

魏道君(1981—)，男，山東濰坊人，助理工程師，從事電廠集控運(yùn)行工作(E-mail:714499422@qq.com)。