電動楔式閘閥的研發(fā)與應(yīng)用研究

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

關(guān)鍵詞：電動楔式閘閥；超（超）臨界

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

1超（超）臨界閘閥現(xiàn)狀

閘閥是超（超）臨界機(jī)組第一類關(guān)鍵閥門，量大、面廣，國內(nèi)超臨界、超超臨界高參數(shù)機(jī)組的配套閥門大部分都是進(jìn)口閥門，不僅提高了我國超臨界、超超臨界機(jī)組的建造成本，而且嚴(yán)重制約我國超臨界、超超臨界機(jī)組的后期運(yùn)行和發(fā)展。

閘閥有各種不同的結(jié)構(gòu)形式，其主要區(qū)別是采用的密封元件結(jié)構(gòu)形式不同。根據(jù)密封元件的結(jié)構(gòu)，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(jù)閥桿的結(jié)構(gòu)，還分為旋轉(zhuǎn)升降桿（明桿）和旋轉(zhuǎn)桿（暗桿）閘閥。隨著電站閘閥的技術(shù)開發(fā)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(shù)鍋爐配套閘閥的設(shè)計、制造技術(shù)，解決了一個又一個技術(shù)難題，積累了大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，隨著電站鍋爐向超臨界、超超臨界參數(shù)的發(fā)展，公司在進(jìn)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(fā)調(diào)研。

由于超（超）臨界閘閥是在高溫高壓狀態(tài)下使用，因此，產(chǎn)品設(shè)計和材質(zhì)的選用是關(guān)鍵，目前國內(nèi)尚無設(shè)計制造超（超）臨界閥門的枝術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也無相應(yīng)材料和材料標(biāo)準(zhǔn)供選用。國內(nèi)超臨界、超超臨界高參數(shù)機(jī)組的配套閥門都是從國外進(jìn)口。

隨著火力發(fā)電機(jī)組向高參數(shù)大型化發(fā)展，節(jié)能、降耗，環(huán)保的600 MW、1 000 MW超（超）臨界火電機(jī)組已成為常規(guī)火電的主力機(jī)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(jīng)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(yīng)力及密封性等。

2電動楔式閘閥的研發(fā)與應(yīng)用

高溫閘閥根據(jù)高壓設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了某些改變，如其零件采用優(yōu)質(zhì)材料制成，提高加工的質(zhì)量和精密度。武鍋閥門公司研發(fā)的高強(qiáng)度帶彈性球形環(huán)裝置的超臨界壓力電動楔式閘閥（如圖1所示）就是應(yīng)用于超（超）臨界火電機(jī)組的閥門。

高強(qiáng)度帶彈性球形環(huán)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(qū)動件三部分組成。

閥門密封系統(tǒng)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(huán)形支撐面之間的彈性球形環(huán)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(tài)達(dá)到閥門密封的。彈性球形環(huán)裝置由嵌入左右閥瓣內(nèi)側(cè)的定環(huán)（球形環(huán)座）和置于定環(huán)中間的動環(huán)（球形環(huán)）組成。采用這種裝置可以實(shí)現(xiàn)楔式密封的理想工況，使楔式閘閥閥瓣單向密封變?yōu)殡p向密封，密封更安全更可靠。

彈性球形環(huán)裝置動環(huán)的球面允許閥瓣自動調(diào)節(jié)其與閥座的吻合度，起到萬向的作用。

該結(jié)構(gòu)不受介質(zhì)壓力、溫度、口徑的影響，密封性能好，安全可靠，比同類型號規(guī)格閘閥所用電動裝置功率小。

高強(qiáng)度帶彈性球形環(huán)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(huán)裝置（序號4、序號39）設(shè)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(shù)下，可有效提高閥瓣強(qiáng)度，保證可靠密封。②彈性球形環(huán)裝置的球面環(huán)（序號39）設(shè)計為球面，閥瓣可根據(jù)閥座密封面的角度自行調(diào)整兩密封面之間的吻合度，具有自動萬向調(diào)節(jié)功能。③彈性球形環(huán)（序號4、序號39）在閥門機(jī)構(gòu)中起到環(huán)形彈簧的作用：預(yù)緊時，彈性變形力可提供初始密封力；閥門關(guān)閉時，減小了密封所需的閥桿力，提高閥桿強(qiáng)的和穩(wěn)定性。④彈性球形環(huán)裝置（序號4、序號39）的緩沖特性，解決了電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)開關(guān)失靈或長期運(yùn)作后，限位點(diǎn)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(tǒng)夾板連接材料利用率低、加工復(fù)雜的問題，同時階梯銷也防止了圓柱銷在運(yùn)輸或水平安裝時容易脫離的問題。

高強(qiáng)度帶彈性球形環(huán)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(shù)機(jī)組鍋爐而自主研發(fā)、設(shè)計、制造的閥門，具有許多獨(dú)創(chuàng)技術(shù)和完美的性能。

其主要特點(diǎn)有：①彈性球形環(huán)裝置設(shè)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(shù)下，可有效提高閥瓣強(qiáng)度，使楔式閘閥閥瓣單向密封變?yōu)殡p向密封，密封更安全更可靠。②彈性球形環(huán)裝置的球面環(huán)設(shè)計為球面，閥瓣可根據(jù)閥座密封面的角度自行調(diào)整兩密封面之間的吻合度，具有自動萬向調(diào)節(jié)功能。③彈性球形環(huán)在閥門機(jī)構(gòu)中起到環(huán)形彈簧的作用：預(yù)緊時，彈性變形力可提供初始密封力；閥門關(guān)閉時，減小了密封所需的閥桿力，提高閥桿強(qiáng)度和穩(wěn)定性。④彈性球形環(huán)裝置的緩沖特性，解決了電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)開關(guān)失靈或長期運(yùn)作后，限位點(diǎn)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(tǒng)夾板連接材料利用率低、加工復(fù)雜的問題，同時階梯銷也防止了圓柱銷在運(yùn)輸或水平安裝時容易脫離的問題。

3結(jié)語

高強(qiáng)度帶彈性球形環(huán)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(lǐng)域邁出了很重要的一步，以其高強(qiáng)度和高穩(wěn)定性的特點(diǎn)獲得了業(yè)內(nèi)人士的一致好評。

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