#4機組A、B汽泵最小流量閥改造探析

林良華

（廣東珠海金灣發電有限公司，廣東 珠海519000）

0 引言

珠海金灣電廠#4機組汽機是上海汽輪機有限公司生產的超臨界單軸三缸四排汽、一次中間再熱、凝汽式機組，型號N600－24．2／566／566，機組配套有2臺50%汽動給水泵，每臺汽泵配1臺汽泵最小流量閥。配套提供的汽泵最小流量閥為美國CCI公司的籠式結構的調節閥，型號為Spare Parts for DN150PN42，執行機構為氣動，進氣關門，失氣開啟，設計溫度280℃，設計壓力42MPa，設計流量280t／h，最大壓差38MPa。

1 汽泵最小流量閥運行中存在的問題

由于#4機組A、B汽泵最小流量閥進口壓力高和進出口壓差高，閥門很容易發生汽蝕等現象，造成對閥芯、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和噪音。A、B汽泵最小流量閥自2007年機組投運后一直存在內漏問題，閥門解體檢修發現閥芯、閥座密封面沖刷嚴重，無法修復，只能更換備件。檢修一次只能堅持運行幾個月，無法徹底消除泄漏。2012年5月，#4機組汽泵最小流量閥泄漏量達到200t／h，嚴重影響給水泵出力，機組負荷只能達到580MW，并且造成汽動給水泵轉速偏高，前置泵電流偏大，影響機組的經濟性。

2 改造后汽泵最小流量閥的特點

在準備改造前，我們針對這些問題做了相關調研工作，同類型機組都普遍存在汽泵最小流量閥內漏現象，有的電廠已經完成改造，并且運行效果良好，主要解決辦法是更換為設計更先進、密封性能更好的閥門。通過實地考察和調研，分析和借鑒成功的改造經驗，將最小流量閥更換為上海電力修造廠生產的迷宮式調節閥，型號TMQ3－42V／150，設計溫度280℃，設計壓力42MPa，設計流量280t／h，最大壓差38MPa，氣動執行機構調節閥門的開度。上海電力修造廠迷宮式系列調節閥門的抗汽蝕設計是利用迷宮式芯包多級降壓的原理，通過強制介質流經一系列的直角彎道使流速得到完全的控制，達到逐級降壓的目的。無論壓降大小，這些彎道的阻力使得介質流出芯包的速度受到限制。經過多級降壓，使介質的壓力始終維持在介質的汽化壓力PV之上，從而避免了汽蝕現象，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，經過電腐蝕加工形成很多通道，而每個通道都能通過定量介質。通道內由一系列直角彎道提供介質阻力，根據電廠各種機組參數的不同，經過精確的計算，選定不同彎道數，使得流經迷宮式芯包的介質速度始終限制在＜30m／s。參照國外的成熟經驗，當流速＜30m／s時，對節流元件的沖蝕影響最小，如圖2所示。

圖1 M型迷宮式調節閥

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，每一流道有特定數量的直角轉彎——迷宮，而每一個直角都降低流道介質的速度頭。如N代表直角數量，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速度得以控制在預定范圍，利用閥塞打開不同盤片數量，整個閥門行程控制能完全把介質速度限制在預定值。這種設計跟多孔截流式閥芯是2種完全的對比：截流器只把位能轉換為動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象的形成。

迷宮式調節閥具有如下特點：低嘈聲、抗汽蝕、可承受高壓差；多層迷宮盤片降壓，限制介質流速，保持介質壓力始終在汽化壓力之上；迷宮片可以設計較薄，調節性能好，可精密控制流量；閥芯、閥座采用不同的角度，達到線接觸密封，關閉性能好；加壓閥芯采用先導閥結構，關閉更緊密，調節力矩小；迷宮盤片采用圍堰結構，使閥芯周圍壓力均勻，保持閥芯對中，同時避免介質對閥座的直接沖刷；密封面堆焊司太立硬質合金，保證密封面能長期工作。為了解決A、B汽泵最小流量閥長期內漏的問題，在2013年#4機組大修中對A、B汽泵最小流量閥進行整體更換。

3 汽泵最小流量閥的改造效果

在2013年#4機組大修中將A、B汽泵最小流量閥整體更換為上海電力修造廠生產的迷宮式調節閥，投入運行后可提高A、B汽泵再循環閥運行的安全性，保證#4機組A、B汽泵再循環閥長期運行不容易發生內漏，使汽動給水泵轉速和前置泵電流恢復正常，提高機組的經濟性。現對機組相同負荷下汽泵最小流量閥改造前后的泄漏量進行比較，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機組A、B汽泵再循環閥更換改造后，每小時可以減少泄漏量（981－930）＋（980－931）＝100t。單臺前置泵出力為996．5m3／h，其配用電機功率為560kW，所減少泄漏量相當于前置泵6min的出力，也就是說節省了56kW·h的用電量，計算一年節省的廠用電：56×24×365＝490 560kW·h，按照0．48元／kW·h計算，每年可減少電費：490 560×0．48＝23．5萬元。以上數據說明#4機組 A、B汽泵再循環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期在較小的開度下運行，對閥座、閥芯的沖刷更大，容易對閥座、閥芯密封面造成損壞而引起內漏，建議熱控專業修改汽泵再循環閥最小15%開度的邏輯，避免閥門長期在較小的開度對閥門的沖刷，保證閥門安全可靠運行。

［1］陳建國．迷宮式調節閥在給水泵再循環上的運用［J］．湖州師范學院學報，2009（S1）