超臨界機組熱控儀表導管、閥門選型及材質(zhì)要求

陳怡

摘 要：近年來我國的電力工業(yè)一直處于快速的發(fā)展當中，國家也隨之提出了一些相關(guān)的能源產(chǎn)業(yè)政策和對環(huán)保方面的要求，超臨界機組憑借著其自身的特點，即能源轉(zhuǎn)換的效率比較高，以及在轉(zhuǎn)換過程中的污染物排放較低，在我國得到了快速的發(fā)展。文章對超臨界機組的熱控儀表導管和閥門在規(guī)格和材質(zhì)的要求上，做了簡單的探討。

關(guān)鍵詞：超臨界；儀表導管；儀表閥門

在電力工業(yè)中，隨著機組參數(shù)在不斷的升高的同時，對在承受高溫的、高壓的管道、閥門以及容器等也相應的提出了更高的需求。與電力相關(guān)的設(shè)計、生產(chǎn)等每個部門也都在討論著與之相關(guān)的問題，其中主要的問題之一就是超臨界機組熱控儀表導管、閥門選型及材質(zhì)要求。

1 超臨界機組閥門選型的誤區(qū)

閥門是整個管路中，用途最廣的一類管路部件，如果沒有閥門，管路根本無法實現(xiàn)自身的功能，而閥門安裝和配置的不合理，也會對管路功能的實現(xiàn)有影響。但目前我國的超臨界機組閥門在選型中存在一些誤區(qū)，如果不及時解決后果將會很嚴重。（1）過分依賴于進口產(chǎn)品，不考慮閥門的材質(zhì)，只是覺得是進口閥門，質(zhì)量一定很好，沒有按照管道的材質(zhì)和所需要承受的壓力級數(shù)匹配。（2）在進行招標購買閥門的時候，沒有全面的提出對閥門的需求，只是簡單的提出系統(tǒng)的溫度、壓力和材質(zhì)上的需求，并沒有對閥門廠商提出具體的壓力的等級要求和材質(zhì)上的選擇，對于技術(shù)上的要求也不那么明確。

在閥門的選取上一定要注重選型，如果選型錯誤了，會造成在選用十幾年后甚至幾年后出現(xiàn)不同程度的裂紋，甚至更加嚴重的后果。所以在閥門選型上，一定要嚴把關(guān)，避免這些不必要的損失和不良后果[1]。

2 儀表導管的選型和材質(zhì)要求

2.1 材質(zhì)的選擇

為了使取壓短管和工藝管道之間能夠可靠的焊接起來，取壓短管的材質(zhì)選擇應該參照抗高溫、抗高壓的工藝管道或者容器的材質(zhì)選擇的原則[2]。

將取壓短管和一次門分別與一次門前導管的兩端緊密的焊接起來，如果兩端的焊口沒有緊密的焊接起來，出現(xiàn)泄漏的情況，測點將不能夠正常的投運，甚至連機組都不能夠正常的運行。因此為了使其兩端能夠緊密的焊接起來，應該選擇與取壓短管相近或者相同的材質(zhì)。

一次門的后導管應該按照工藝管道的介質(zhì)參數(shù)進行選擇。因為機組的排污操作有兩種：其一，是開啟或者關(guān)閉鍋爐的過程中，在主汽壓力達到一定的時候，熱工儀表會把排污閥打開，并進行沖洗，而這個時候的主蒸汽溫度會達到150攝氏度左右。其二，是在鍋爐正常工作的中，當需要對測點采取排污操作時，介質(zhì)的溫度和壓力都比較高，為了保證操作人員的安全，一般會把一次門和二次門先關(guān)閉，然后再把排污閥打開。一般情況下，工藝管道內(nèi)的介質(zhì)的溫度會比所排出來的介質(zhì)的溫度要高得多，只有當一次門沒有關(guān)嚴實或者管道內(nèi)有內(nèi)漏的時候，兩個介質(zhì)之間的溫度才互相接近。所以說，為了使儀表取樣系統(tǒng)更加的安全，后導管要按照介質(zhì)的參數(shù)來進行選擇[3]。

2.2 導管通徑和規(guī)格的選擇

在選擇材質(zhì)時，主要是要從材料的耐溫能力的角度來進行考慮的，而與此不同的是，導管的規(guī)格是從抗壓能力的角度進行考慮。相同的材料，在同樣的溫度下，如果內(nèi)徑的大小是一樣的，那么導管的壁厚越大，它的抗壓能力就越強；如果壁厚相同，導管的內(nèi)徑越小，能夠承受的抗壓能力越大。

而導管的內(nèi)徑一般是根據(jù)運行的經(jīng)驗來進行選擇的，導管的內(nèi)徑越小，所需要的材料就越少，但是內(nèi)徑如果過小，測量的延遲度會比較大，并且這樣的導管比較容易堵塞，反之，如果導管的內(nèi)徑比較大，所需要的材料相對的會少一些，測量的延遲度也會小，而且也比較不容易堵塞[3]。

因為主機的取壓短管、一次門和一次門的前導管，都是由主機廠所負責設(shè)計的，所以為了能夠方便施工，也為了能夠合乎行業(yè)的習慣，所以儀表內(nèi)與主機內(nèi)一致的導管通徑，也要按照主機廠所采取通徑標準進行選擇。至于儀表導管的規(guī)格要看選擇國產(chǎn)管材還是進口管材，二者的選擇依照的標準各有不同，可根據(jù)自身的需要來進行選擇。

2.3 閥門的選型和配置

在選擇閥門的時候，要根據(jù)閥門所處位置的不同，依照不同的標準和規(guī)格，來進行不同的配置，如在選擇一次閥時，要多考慮選擇與管道的工藝流程相同或者相近的閥門材料，這樣的閥門耐溫性高，同時，相同材料焊接起來也比較容易。

在我國選擇閥門一般有兩種，即普通儀表閥門和工藝閥門。工藝閥門與普通的儀表閥門相比較，具有一些優(yōu)點。（1）工藝閥門的通徑比較大。（2）工藝閥門相比普通的儀表閥門結(jié)構(gòu)比較復雜，閥蓋在溫度有變化的時候，密封部分可以進行自我調(diào)整。（3）工藝閥門料填的比較多，密封性比較好，而且在高壓閥門的閥蓋和閥體之間一般都是使用密封的。（4）工藝閥門的閥桿比普通的儀表閥門長，手輪也比普通的儀表閥門大，這種設(shè)計，使閥桿和手輪距離閥體比較遠，操作起來也比較便捷[4]。

而在溫度比較高，壓強相對來說比較大的地方，多采用工藝發(fā)來作為儀表閥門使用，工藝閥門最大的優(yōu)點就是，在設(shè)計閥門的時候，考慮了在抗高溫和抗高壓時所具有的特征，工藝閥門在制造和檢驗上，已經(jīng)具有了比較全面的標準體系。所以在使用壽命和強度等某些方面，都比普通儀表閥門要好，所以在給水系統(tǒng)和主蒸汽系統(tǒng)等都都把小型工藝閥門串聯(lián)起來使用。

3 閥門的配置

因為一次門特殊的工作環(huán)境，如果一旦出現(xiàn)問題，只能夠停止工作才能夠得到處理，影響了機組的正常工作和保護功能的可靠性。因此把靠近測點的一次門常開著，讓離測點相對較遠的一次門正常工作，保證在較遠處的一次門出現(xiàn)問題時，近的一次門能夠把工藝介質(zhì)隔離開，從而能夠在不影響正常工作的情況下，對閥門或者儀表進行檢查或者更換。

與此相同的，排污門因為經(jīng)常使用，而且在使用過程中會受到含有雜質(zhì)的介質(zhì)沖洗，長時間的沖洗，會使排污門受到嚴重的磨損，從而導致排污門閉不嚴或者是其他的一些問題。因此，排污門也應該與一次門一樣，靠近測點的排污門常開著，避免遭受到含有雜質(zhì)的介質(zhì)沖洗，而離測點較遠的排污門進行正常的工作的。這樣就能夠保證在遠的排污門出現(xiàn)問題時，距離測點較近的排污門，能夠把工藝介質(zhì)隔離開，在對測點的正常投運沒有影響的前提下，對有問題的排污門，進行檢查和更換。但是如果工程造價成本不允許的話，排污門可以不采取這種冗余配置[5]。

4 結(jié)束語

因為容量大、參數(shù)較高的超臨界機組具有很多傳統(tǒng)的機組所不具備的優(yōu)勢，即效率高、節(jié)約能源、污染小，所以能夠滿足現(xiàn)今社會的需求，也是我國活力發(fā)電機組一直以來的追求?，F(xiàn)如今，對于超臨界機組熱工儀表的導管和閥門在配置上還沒有一個全面統(tǒng)一的設(shè)計準則，所以在設(shè)計超臨界機組熱工儀表的導管和閥門的配置方案時，一定要按照安全可靠的準則，在滿足安全的先要條件下，對管材和閥門進行配置上的優(yōu)化，從而來降低工程造價。

參考文獻

[1]董春，盧偉.超超臨界電廠熱工儀表導管閥門的設(shè)計選型研究[J].電力勘測設(shè)計，2013.

[2]趙春玉.350MW超臨界機組儀表導管、閥門配置設(shè)計[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟，2014.

[3]侯新建，包一鳴.超超臨界機組儀表導管壁厚計算的適用條件[J].電力勘測設(shè)計，2014.

[4]張曉華，包一鳴.超超臨界機組現(xiàn)場測量儀表及附屬設(shè)備選型研究[J].華東電力，2010.

[5]國建剛，孫宏，孫冠男，等.超（超）臨界鍋爐與亞臨界鍋爐熱控設(shè)計的區(qū)別[J].電站系統(tǒng)工程，2012.