#4机组A、B汽泵最小流量阀改造探析

2014-10-15林良华

机电信息 2014年18期

林良华

（广东珠海金湾发电有限公司，广东珠海519000）

0 引言

珠海金湾电厂#4机组汽机是上海汽轮机有限公司生产的超临界单轴三缸四排汽、一次中间再热、凝汽式机组，型号N600－24．2／566／566，机组配套有2台50%汽动给水泵，每台汽泵配1台汽泵最小流量阀。配套提供的汽泵最小流量阀为美国CCI公司的笼式结构的调节阀，型号为Spare Parts for DN150PN42，执行机构为气动，进气关门，失气开启，设计温度280℃，设计压力42MPa，设计流量280t／h，最大压差38MPa。

1 汽泵最小流量阀运行中存在的问题

由于#4机组A、B汽泵最小流量阀进口压力高和进出口压差高，阀门很容易发生汽蚀等现象，造成对阀芯、阀座密封面的吹损和破坏，而且给水流速非常高，很容易造成阀门的振动和噪音。A、B汽泵最小流量阀自2007年机组投运后一直存在内漏问题，阀门解体检修发现阀芯、阀座密封面冲刷严重，无法修复，只能更换备件。检修一次只能坚持运行几个月，无法彻底消除泄漏。2012年5月，#4机组汽泵最小流量阀泄漏量达到200t／h，严重影响给水泵出力，机组负荷只能达到580MW，并且造成汽动给水泵转速偏高，前置泵电流偏大，影响机组的经济性。

2 改造后汽泵最小流量阀的特点

在准备改造前，我们针对这些问题做了相关调研工作，同类型机组都普遍存在汽泵最小流量阀内漏现象，有的电厂已经完成改造，并且运行效果良好，主要解决办法是更换为设计更先进、密封性能更好的阀门。通过实地考察和调研，分析和借鉴成功的改造经验，将最小流量阀更换为上海电力修造厂生产的迷宫式调节阀，型号TMQ3－42V／150，设计温度280℃，设计压力42MPa，设计流量280t／h，最大压差38MPa，气动执行机构调节阀门的开度。上海电力修造厂迷宫式系列调节阀门的抗汽蚀设计是利用迷宫式芯包多级降压的原理，通过强制介质流经一系列的直角弯道使流速得到完全的控制，达到逐级降压的目的。无论压降大小，这些弯道的阻力使得介质流出芯包的速度受到限制。经过多级降压，使介质的压力始终维持在介质的汽化压力PV之上，从而避免了汽蚀现象，消除了不安全因素，如图1所示。

迷宫式芯包包括很多迷宫片，经过电腐蚀加工形成很多通道，而每个通道都能通过定量介质。通道内由一系列直角弯道提供介质阻力，根据电厂各种机组参数的不同，经过精确的计算，选定不同弯道数，使得流经迷宫式芯包的介质速度始终限制在＜30m／s。参照国外的成熟经验，当流速＜30m／s时，对节流元件的冲蚀影响最小，如图2所示。

图1 M型迷宫式调节阀

图2 迷宫式系列阀门芯包

迷宫式阀芯把流体分为很多平行的流道，每一流道有特定数量的直角转弯——迷宫，而每一个直角都降低流道介质的速度头。如N代表直角数量，以降低阀芯两端的压头，迷宫式阀芯的截流器速度（g为重力加速度，h为高度）。该原理用于迷宫式阀门的阀芯盘片，使每一盘片每一通道的介质速度得以控制在预定范围，利用阀塞打开不同盘片数量，整个阀门行程控制能完全把介质速度限制在预定值。这种设计跟多孔截流式阀芯是2种完全的对比：截流器只把位能转换为动能便有惊人的上升速度；迷宫式阀芯能控制速度，保证收缩断口压力在汽化压力以上（阀后压力高于汽化压力），便可防止汽蚀和闪蒸现象的形成。

迷宫式调节阀具有如下特点：低嘈声、抗汽蚀、可承受高压差；多层迷宫盘片降压，限制介质流速，保持介质压力始终在汽化压力之上；迷宫片可以设计较薄，调节性能好，可精密控制流量；阀芯、阀座采用不同的角度，达到线接触密封，关闭性能好；加压阀芯采用先导阀结构，关闭更紧密，调节力矩小；迷宫盘片采用围堰结构，使阀芯周围压力均匀，保持阀芯对中，同时避免介质对阀座的直接冲刷；密封面堆焊司太立硬质合金，保证密封面能长期工作。为了解决A、B汽泵最小流量阀长期内漏的问题，在2013年#4机组大修中对A、B汽泵最小流量阀进行整体更换。

3 汽泵最小流量阀的改造效果

在2013年#4机组大修中将A、B汽泵最小流量阀整体更换为上海电力修造厂生产的迷宫式调节阀，投入运行后可提高A、B汽泵再循环阀运行的安全性，保证#4机组A、B汽泵再循环阀长期运行不容易发生内漏，使汽动给水泵转速和前置泵电流恢复正常，提高机组的经济性。现对机组相同负荷下汽泵最小流量阀改造前后的泄漏量进行比较，如表1所示。

表1 改造前后的泄漏量比较

从表1可以看出，#4机组A、B汽泵再循环阀更换改造后，每小时可以减少泄漏量（981－930）＋（980－931）＝100t。单台前置泵出力为996．5m3／h，其配用电机功率为560kW，所减少泄漏量相当于前置泵6min的出力，也就是说节省了56kW·h的用电量，计算一年节省的厂用电：56×24×365＝490 560kW·h，按照0．48元／kW·h计算，每年可减少电费：490 560×0．48＝23．5万元。以上数据说明#4机组 A、B汽泵再循环阀更换改造是成功的，有成效的。