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火电厂用高温高压疏水球阀

发布于:2016-05-16 15:37:34

  概述

  汽轮机疏水系统按压力分高压疏水、中压疏水和低压疏水。主要有:汽轮机本体疏水;主、再热蒸汽进汽管道疏水;高中压主汽门、调门疏水;抽汽管道疏水;门杆漏汽及轴封系统疏水;小机供汽管道疏水;其他辅助系统的疏放水。其中高压疏水系统中常用的疏水阀有Y型截止阀和金属密封球阀,其工况参数根据汽轮机参数不同有较大区别,温度最高可达610℃,压力最高在30MPa以上。本文主要介绍一种用于高温高压工况下使用的疏水球阀。


  结构特点

  阀体:疏水球阀公称通径一般≤DN100,所引用的场合为高温、高压差。小口径铸造阀体质量很难保证,因此阀体采用一体化锻造结构(无阀盖),这种结构避免了阀体与阀盖因栓接材料的高温蠕变产生的外漏。

  球体与阀座:疏水球阀要求严密关断,一般泄露等级要求在ANSI B16.104 V级以上,现也有用户将“阀门运行8小时后,阀后管道1米处温度不超过60℃”作为验收指标。为保证阀门在长期运行后仍能保持严密关断,在球体与阀座的设计及选材上应加以注意。目前采用较多的是球体和阀座运用HVOF超音速火焰喷涂技术,喷涂碳化钨或碳化铬,表面硬度可达HRC65以上,是堆焊司太立6硬质合金硬度的1.6倍。除了保证密封面的硬度以外,还应注意阀座与球体的密封面应尽量远离球体通道开口处,以避免因球口处受力变形而造成的喷涂层剥落。

  阀座碟簧:可调整预紧力的阀座结构设计,通过阀座碟簧,辅助管线压力密封,提供球体和阀座之间的持续密封力,从而维持密封。阀座碟簧应有足够的预紧力,碟簧预紧力不足是造成阀门内漏的主要原因。

  多级降压的节流孔板结构:阀门上游带有多级节流孔板的压套组件,节流孔板上钻有很多小孔,这些孔沿着不同的中心线分布,通过这些孔的介质彼此冲撞,从而消减了能量,减小了介质对球体和密封阀座的冲蚀;密封阀座上布置合理的节流小孔,这样可以避免在阀出口侧管道死角中的汽蚀和冲刷。应注意的是,对疏水时间有要求的场合,往往不配置这种结构。比如联合循环发电厂,其主要目的是调峰,电厂的特点是“朝启晚停”,每天都需要疏水,疏水时间就显得尤为重要,节流孔板的设置会大大加长疏水时间,这个是需要加以注意的。


  问题及改进措施

  现场最常见的问题是阀门卡涩、不动作,其中一个主要原因是球体、阀座密封面喷涂层剥落(如下图所示)。可能造成喷涂层剥落的原因有很多,设计、制造过程中需注意以下几点:

  球体及阀座喷涂层剥落

  1、密封面喷涂层应注意避开应力集中区域。

  2、基体材料要有好的强度、硬度,避免在高温高压下产生大的变形量。

  3、喷涂前,基体表面要清洁、要有好的粗糙度,不能有油污等污渍。

  造成阀门卡涩、不动作的另一原因是设计选取的驱动装置安全系数不足。根据NB/T 47044-2014《电站阀门》密封试验的规定,当介质温度超过425℃时,可按工作压力的1.25倍进行阀门密封试验,驱动装置一般也是按照工作压力进行选型的,但是这里必须考虑到高温下阀门长期不动作而造成的密封面、填料处摩擦力矩增大问题,故驱动装置的选型应注意有足够的安全系数。


  结语

  疏水球阀在电力行业中使用广泛,特别是在高温高压工况下,对阀门的安全性、密封性、可靠性要求严格。所以在设计、制造过程中应充分考虑阀门的强度、材料、工艺、装配等因素。

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