給水泵最小流量閥選型探討

1、給水泵最小流量閥選型探討湛江電廠一期1號機組是國產(chǎn)300 MW汽輪發(fā)電機組，其電動給水泵型號為沈陽水泵廠50 CHTA/6型。就電動給水泵而論，正常運行時，給水泵流量不允許低于160 m3/h。為了保證給水泵在給水流量小于160 m3/h時也能安全運行，設(shè)置了一套再循環(huán)系統(tǒng)，由最小流量閥控制。最小流量閥設(shè)計選型為FCU80-180/260型電動節(jié)流控制閥，由國內(nèi)某公司研制。該鍋爐給水泵最小流量閥的主要作用是：當給水泵流量小于一定值時，保證給水泵再循環(huán)及時打開，防止給水泵內(nèi)部由于局部過熱汽化產(chǎn)生汽蝕。投運以來，最小流量閥存在壽命短、漏流量大的問題。    

2、  1 最小流量閥壽命短、漏流量大的原因湛江電廠1號機組的這套最小流量控制裝置由5部分組成，主要包括堵轉(zhuǎn)力矩電機、齒輪減速箱、杠桿彈簧傳動機構(gòu)、節(jié)流控制閥和控制系統(tǒng)。該裝置存在的主要問題是：最小流量閥及閥內(nèi)件(圖1)使用壽命太短，運行中漏流量太大。該閥在運行中，長期處于漏流狀態(tài)，閥芯與閥座腐蝕很快，閥體經(jīng)常外漏。把損壞的最小流量閥進行解體，發(fā)現(xiàn)閥體受到嚴重沖刷腐蝕，節(jié)流件在閥體內(nèi)的密封面和定位面被沖壞，給水在節(jié)流件外短路，使節(jié)流件失去節(jié)流作用。      分析認為，造成最小流量閥壽命短、漏流量大的主要原因是：a)最小流量閥的閥內(nèi)節(jié)流組

3、件由兩部分組成，即三節(jié)合一的節(jié)流閥座和節(jié)流孔軸，兩部分間由柔性石墨盤根連接和密封。由于當閥座上部密封面發(fā)生汽蝕損壞后，隨著腐蝕加重，閥座將失去定位，閥座在閥內(nèi)松動，造成連接密封盤根松動和泄漏，柔性石墨盤根在高壓水的作用下，很快被給水沖掉，閥座等節(jié)流件失去固定，給水在節(jié)流件外短路，造成最小流量閥大量泄漏無法控制。同時閥體受到短路高壓水的沖刷，閥體內(nèi)表面被沖壞，由于閥體腔深尺寸小，無法焊補修復(fù)，隨著時間的推移，閥體減薄，造成外漏流量大。b)最小流量閥的工作介質(zhì)為高壓給水，閥體工作在大壓差的節(jié)流環(huán)境下，工作條件惡劣，易汽蝕沖刷，對閥門部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料要求較高。在設(shè)計上要同時兼顧處理極高壓降、閃蒸

4、，防止汽蝕，降低沖刷和嘈音等問題比較困難。c)由于該閥是下進上出結(jié)構(gòu)，閥芯和閥座的密封面位于節(jié)流的末端，處于最易產(chǎn)生汽蝕的部位，工作條件最差。該閥的閥座與閥芯采用剛性密封，由于閥芯靠盤根導(dǎo)向，自動對中能力較差。當閥桿受力不均發(fā)生輕微偏移，密封面局部研磨不好或閥座安裝不同心，造成閥門在關(guān)閉狀態(tài)下，密封面局部發(fā)生微漏。開始時因泄漏量較小，節(jié)流孔通流面積相對泄漏間隙大得多，節(jié)流孔基本無節(jié)流作用，整個節(jié)流壓差幾乎全部作用在密封面上，使得此處流體的流速很大。從流體力學(xué)中的伯努利方程得知，流體在節(jié)流的縮徑處靜壓達到最低。當靜壓低于給水溫度的飽和壓力時，給水汽化，產(chǎn)生汽蝕，密封面受到破壞。因此，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計

5、，不僅使閥座(密封面)受到高壓水的沖刷，而且還受到汽蝕的破壞，使泄漏越來越大，閥座很快損壞。綜上所述，F(xiàn)CU最小流量閥在設(shè)計上有嚴重缺陷，而造成設(shè)置鍋爐給水泵最小流量系統(tǒng)的設(shè)計意圖很難實現(xiàn)。      2 DRAG再循環(huán)閥國外有一種新型的再循環(huán)閥，由CCI制造，稱為“DRAG鍋爐給水泵再循環(huán)閥”。筆者在此作一介紹。      2.1 控制介質(zhì)流速的設(shè)計      迷宮盤片層疊式設(shè)計該閥為迷宮盤片層疊式閥門，具有特殊、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的盤片，閥體結(jié)構(gòu)見圖2

6、。它利用多個盤片上的少通道、多級90度拐彎進行續(xù)步降壓，每一個盤片通道都固定在閥芯內(nèi)，無論閥門開度多少，高壓給水通過每個通道都是限制在30 m/s以下。      閥塞與閥芯間隙的流量速度控制a)迷宮盤片交替式層疊，下層盤片出口給水把上層向下流動介質(zhì)速度相互降低，見圖3。b)每一盤片內(nèi)圓周出口處都有堰，使四周壓力平均，下層盤片出口給水不會把介質(zhì)直接沖擊在閥座上，如圖3、圖4。c)為了避免在低流量(低閥門開度)時產(chǎn)生線切割現(xiàn)象，損壞閥座及閥塞，執(zhí)行器裝備一套快關(guān)控制裝置，當開度低于10%時馬上把閥門迅速關(guān)緊。       2.2 加壓閥座設(shè)計a)在關(guān)閥時，閥塞上的壓力平衡通道給堵塞，而閥蓋有小通道讓閥前壓力貫通閥塞上腔，大大增加金屬閥塞在閥座上的力量，再加上原來的執(zhí)行器力量，便把閥門關(guān)得很嚴密。b)當閥桿往上升，打開閥塞上的平衡通道，它便變成平衡式，根據(jù)信號要求調(diào)節(jié)閥門開度。c)閥座及閥塞接合面之間有3°表面角度差，關(guān)閉時，二者為線接觸，把閥門關(guān)得更加嚴密，見圖5。