#4機(jī)組A、B汽泵最小流量閥改造探析

林良華

（廣東珠海金灣發(fā)電有限公司，廣東 珠海519000）

0 引言

珠海金灣電廠#4機(jī)組汽機(jī)是上海汽輪機(jī)有限公司生產(chǎn)的超臨界單軸三缸四排汽、一次中間再熱、凝汽式機(jī)組，型號(hào)N600－24．2／566／566，機(jī)組配套有2臺(tái)50%汽動(dòng)給水泵，每臺(tái)汽泵配1臺(tái)汽泵最小流量閥。配套提供的汽泵最小流量閥為美國(guó)CCI公司的籠式結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)閥，型號(hào)為Spare Parts for DN150PN42，執(zhí)行機(jī)構(gòu)為氣動(dòng)，進(jìn)氣關(guān)門，失氣開啟，設(shè)計(jì)溫度280℃，設(shè)計(jì)壓力42MPa，設(shè)計(jì)流量280t／h，最大壓差38MPa。

1 汽泵最小流量閥運(yùn)行中存在的問題

由于#4機(jī)組A、B汽泵最小流量閥進(jìn)口壓力高和進(jìn)出口壓差高，閥門很容易發(fā)生汽蝕等現(xiàn)象，造成對(duì)閥芯、閥座密封面的吹損和破壞，而且給水流速非常高，很容易造成閥門的振動(dòng)和噪音。A、B汽泵最小流量閥自2007年機(jī)組投運(yùn)后一直存在內(nèi)漏問題，閥門解體檢修發(fā)現(xiàn)閥芯、閥座密封面沖刷嚴(yán)重，無(wú)法修復(fù)，只能更換備件。檢修一次只能堅(jiān)持運(yùn)行幾個(gè)月，無(wú)法徹底消除泄漏。2012年5月，#4機(jī)組汽泵最小流量閥泄漏量達(dá)到200t／h，嚴(yán)重影響給水泵出力，機(jī)組負(fù)荷只能達(dá)到580MW，并且造成汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速偏高，前置泵電流偏大，影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。

2 改造后汽泵最小流量閥的特點(diǎn)

在準(zhǔn)備改造前，我們針對(duì)這些問題做了相關(guān)調(diào)研工作，同類型機(jī)組都普遍存在汽泵最小流量閥內(nèi)漏現(xiàn)象，有的電廠已經(jīng)完成改造，并且運(yùn)行效果良好，主要解決辦法是更換為設(shè)計(jì)更先進(jìn)、密封性能更好的閥門。通過實(shí)地考察和調(diào)研，分析和借鑒成功的改造經(jīng)驗(yàn)，將最小流量閥更換為上海電力修造廠生產(chǎn)的迷宮式調(diào)節(jié)閥，型號(hào)TMQ3－42V／150，設(shè)計(jì)溫度280℃，設(shè)計(jì)壓力42MPa，設(shè)計(jì)流量280t／h，最大壓差38MPa，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)閥門的開度。上海電力修造廠迷宮式系列調(diào)節(jié)閥門的抗汽蝕設(shè)計(jì)是利用迷宮式芯包多級(jí)降壓的原理，通過強(qiáng)制介質(zhì)流經(jīng)一系列的直角彎道使流速得到完全的控制，達(dá)到逐級(jí)降壓的目的。無(wú)論壓降大小，這些彎道的阻力使得介質(zhì)流出芯包的速度受到限制。經(jīng)過多級(jí)降壓，使介質(zhì)的壓力始終維持在介質(zhì)的汽化壓力PV之上，從而避免了汽蝕現(xiàn)象，消除了不安全因素，如圖1所示。

迷宮式芯包包括很多迷宮片，經(jīng)過電腐蝕加工形成很多通道，而每個(gè)通道都能通過定量介質(zhì)。通道內(nèi)由一系列直角彎道提供介質(zhì)阻力，根據(jù)電廠各種機(jī)組參數(shù)的不同，經(jīng)過精確的計(jì)算，選定不同彎道數(shù)，使得流經(jīng)迷宮式芯包的介質(zhì)速度始終限制在＜30m／s。參照國(guó)外的成熟經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)流速＜30m／s時(shí)，對(duì)節(jié)流元件的沖蝕影響最小，如圖2所示。

圖1 M型迷宮式調(diào)節(jié)閥

圖2 迷宮式系列閥門芯包

迷宮式閥芯把流體分為很多平行的流道，每一流道有特定數(shù)量的直角轉(zhuǎn)彎——迷宮，而每一個(gè)直角都降低流道介質(zhì)的速度頭。如N代表直角數(shù)量，以降低閥芯兩端的壓頭，迷宮式閥芯的截流器速度（g為重力加速度，h為高度）。該原理用于迷宮式閥門的閥芯盤片，使每一盤片每一通道的介質(zhì)速度得以控制在預(yù)定范圍，利用閥塞打開不同盤片數(shù)量，整個(gè)閥門行程控制能完全把介質(zhì)速度限制在預(yù)定值。這種設(shè)計(jì)跟多孔截流式閥芯是2種完全的對(duì)比：截流器只把位能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能便有驚人的上升速度；迷宮式閥芯能控制速度，保證收縮斷口壓力在汽化壓力以上（閥后壓力高于汽化壓力），便可防止汽蝕和閃蒸現(xiàn)象的形成。

迷宮式調(diào)節(jié)閥具有如下特點(diǎn)：低嘈聲、抗汽蝕、可承受高壓差；多層迷宮盤片降壓，限制介質(zhì)流速，保持介質(zhì)壓力始終在汽化壓力之上；迷宮片可以設(shè)計(jì)較薄，調(diào)節(jié)性能好，可精密控制流量；閥芯、閥座采用不同的角度，達(dá)到線接觸密封，關(guān)閉性能好；加壓閥芯采用先導(dǎo)閥結(jié)構(gòu)，關(guān)閉更緊密，調(diào)節(jié)力矩小；迷宮盤片采用圍堰結(jié)構(gòu)，使閥芯周圍壓力均勻，保持閥芯對(duì)中，同時(shí)避免介質(zhì)對(duì)閥座的直接沖刷；密封面堆焊司太立硬質(zhì)合金，保證密封面能長(zhǎng)期工作。為了解決A、B汽泵最小流量閥長(zhǎng)期內(nèi)漏的問題，在2013年#4機(jī)組大修中對(duì)A、B汽泵最小流量閥進(jìn)行整體更換。

3 汽泵最小流量閥的改造效果

在2013年#4機(jī)組大修中將A、B汽泵最小流量閥整體更換為上海電力修造廠生產(chǎn)的迷宮式調(diào)節(jié)閥，投入運(yùn)行后可提高A、B汽泵再循環(huán)閥運(yùn)行的安全性，保證#4機(jī)組A、B汽泵再循環(huán)閥長(zhǎng)期運(yùn)行不容易發(fā)生內(nèi)漏，使汽動(dòng)給水泵轉(zhuǎn)速和前置泵電流恢復(fù)正常，提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性?，F(xiàn)對(duì)機(jī)組相同負(fù)荷下汽泵最小流量閥改造前后的泄漏量進(jìn)行比較，如表1所示。

表1 改造前后的泄漏量比較

從表1可以看出，#4機(jī)組A、B汽泵再循環(huán)閥更換改造后，每小時(shí)可以減少泄漏量（981－930）＋（980－931）＝100t。單臺(tái)前置泵出力為996．5m3／h，其配用電機(jī)功率為560kW，所減少泄漏量相當(dāng)于前置泵6min的出力，也就是說節(jié)省了56kW·h的用電量，計(jì)算一年節(jié)省的廠用電：56×24×365＝490 560kW·h，按照0．48元／kW·h計(jì)算，每年可減少電費(fèi)：490 560×0．48＝23．5萬(wàn)元。以上數(shù)據(jù)說明#4機(jī)組 A、B汽泵再循環(huán)閥更換改造是成功的，有成效的。

4 汽泵最小流量閥改造后遺留的問題

由于汽泵最小流量閥長(zhǎng)期在較小的開度下運(yùn)行，對(duì)閥座、閥芯的沖刷更大，容易對(duì)閥座、閥芯密封面造成損壞而引起內(nèi)漏，建議熱控專業(yè)修改汽泵再循環(huán)閥最小15%開度的邏輯，避免閥門長(zhǎng)期在較小的開度對(duì)閥門的沖刷，保證閥門安全可靠運(yùn)行。

［1］陳建國(guó)．迷宮式調(diào)節(jié)閥在給水泵再循環(huán)上的運(yùn)用［J］．湖州師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2009（S1）