1 000 MW機組再熱器減溫水調節閥內漏治理及調節線性優化改造

魏道君，王志榮

(華電萊州發電有限公司，山東 萊州 261441)

1 000 MW機組再熱器減溫水調節閥內漏治理及調節線性優化改造

魏道君，王志榮

(華電萊州發電有限公司，山東 萊州 261441)

針對某發電廠#1，#2鍋爐再熱器減溫水調節閥實際運行中出現的零開度漏流、小開度調節線性差等問題，提出了將調節閥芯改為三重密封結構、節流套改成三級調節結構、閥門流量調節線性曲線采用等百分比特性曲線的改造方案。改造后消除了零開度漏流現象，閥門實際流量調節線性良好，可為同類型調節閥的改造提供參考。

再熱器減溫水調節閥；內漏；小開度；調節線性；等百分比特性

0 引言

某發電廠#1鍋爐為1 000 MW高效超超臨界參數變壓直流爐，是東方鍋爐(集團)股份有限公司生產的DG3000/26.15-Ⅱ1型單爐膛、一次中間再熱、平衡通風、運轉層以上露天布置、固態排渣、全鋼構架、全懸吊結構Π型鍋爐。再熱器減溫水調節閥型號為19-859，壓力等級1 500 LB，出廠編號SN30520015。針對現場實際工況及存在的問題，本著消除零開度漏流、優化小開度調節線性和實用有效的原則進行改造。

1 再熱器減溫水調節閥改造背景

2013年12月，該電廠#1，#2鍋爐運行一段時間后，再熱器減溫水調節閥有零開度漏流、小開度調節線性差的現象。通過分析統計數據，發現調節閥在正常調節范圍內調節線性沒能達到設計狀態(如圖1所示)，閥門開啟到約1.3%時流量已經達到43.67 t/h，開度在50%左右時已經為最大流量，初步判定實際運行曲線類似拋物線曲線(如圖2所示)，與要求的等百分比曲線趨勢正好相反，調節閥根本無法進行有效的調節。在解體閥門時，發現閥座密封面沖蝕嚴重，實際運行1個月后最大漏流量可達15 t/h(零開度，額定負荷下)。

再熱器減溫水設計為事故噴水，運行中投入大量的減溫水和長期內漏會直接影響機組的經濟性；同時，調節閥小開度時流量的大幅變化，對高溫再熱器的氧化皮剝落產生了很大影響，更突顯此閥門改造的必然性。

圖1 原閥門設計流量調節線性曲線

圖2 原閥門實際流量調節線性曲線

該閥門為鼠籠式調節結構[1]，閥芯為平衡式閥芯，根據其密封面沖蝕嚴重的現象，將節流套由原來的單級調節結構改成三級調節結構，通過逐級降壓來降低介質流速，減少介質對閥芯與閥座密封面的沖蝕；同時，調節線性曲線采用等百分比曲線，這種曲線在小開度時調節性能優秀。通過這些方面的改造，即可消除調節閥零開度漏流、優化小開度調節線性的目的。閥門執行機構和閥門本體大部分不用更換，不但節省時間而且節約開支。

2 原因分析

(1)從實際運行情況看，再熱器減溫水調節閥的閥門實際流量較設計流量大了很多，閥門的選型存在一定問題，即閥門的流通能力較大，節流面積大了，導致閥門小開度下流量較大，不能滿足閥門小開度調節的要求。

(2)閥座與閥體焊在一起，閥座密封面與閥座節流套配合部位較薄，閥座密封面硬質合金層易脫落。

(3)節流套雖為兩層但兩層之間有較大間隙，相當于單級節流，密封面沖刷較嚴重。

(4)閥座與閥體焊接在一起，檢修時閥座更換很不方便。

原閥門結構如圖3所示。

圖3 原閥門結構

3 改造方案[2-4]

根據閥門的運行參數可知，此閥的壓差較大，可改為三級節流，減小每級的壓差。首先對每級的流通能力進行計算，并計算出閥門所需的面積；然后，根據閥門的運行工況，選用等百分比流量特性計算出不同開度下流過閥門的介質流量；最后，設計節流套節流部分的通過能力(即截面積的總數值)，并確定閥芯的合理結構。該閥芯為平衡式結構，為達到零泄漏的目的，將閥芯密封結構設計為三道密封的結構，計算公式如下[5]

通過公式可以看出，當閥門通過的流量一定時，閥門為一級節流時壓差較大，閥門的流速v較大，對閥門的沖刷較嚴重。閥門采用多級節流時，每級的壓差減小，流速相對減小，介質對閥門的沖刷減小。

(1)將閥門的調節閥芯密封圈改為多個密封圈結構，采用1個金屬活塞環+1個炭精環+1個特氟龍密封圈的三重密封結構，可保證閥門在關閉時零泄漏[6-7]。

(2)對閥門的調節付重新進行設計計算，采用多級節流形式，減小每級的壓差。小孔節流將介質分解為多個小水柱，消耗其能量，減小沖刷，減少閥門的振動并提高使用壽命。

(3)采用等百分比流量特性(原閥門的流量特性是直線特性)，并考慮流量的裕度，優化小開度調節。改造后的閥門設計流量調節線性曲線如圖4所示，實際流量調節線性曲線如圖5所示。由實際運行流量曲線可以看出，改造后閥門線性度調節良好。

圖4 改造后的閥門設計流量調節線性曲線

圖5 改造后的閥門實際流量調節線性曲線

(4)閥瓣采用抗沖刷的不銹鋼，密封面堆焊硬質合金，而且保證堆焊層有足夠的厚度，并將閥瓣表面做硬化處理，增強密封付的抗沖刷能力，提高閥芯的使用壽命[8]。

(5)將閥座改為活閥座，密封面與節流套配合部位適當加厚，防止堆焊層脫落[9]。

改造后的閥門結構如圖6所示，改造后的運行參數見表1。

圖6 改造后的閥門結構

參數單位數值最大工作壓力MPa13．5正常工作壓力MPa9．1～10．0正常工作溫度℃195正常汽水壓差(減溫水母管與再熱蒸汽)MPa6．0～6．5最小汽水壓差MPa2．0最大汽水壓差MPa12．0正常工作流量t/h0～36最小工作流量t/h0最大工作流量(全開時調節閥壓差為5．3MPa)t/h89

此次改造不但解決了再熱器減溫水調節閥調節線性問題，還把不可拆卸閥座改成可以拆卸的，檢修時閥座無論更換或修復，只需更換下面的密封墊片即可，大量降低了檢修維護成本。

4 結束語

通過實際運行流量曲線可以看出，此次改造無論從內漏治理，還是從閥門線性度調節來看，均很好地達到了設計目的，改造是可靠和經濟的，并給以后的檢修帶來便利。

[1]閥門的標志和涂漆：JB/T 106—2004[S].

[2]形狀和位置公差 未注公差值：GB/T 1184—1996[S].

[3]電站閥門:NB/T 47044—2014[S].

[4]電站調節閥技術條件:GB/T 10869—2008[S].

[5]通用機械研究所.閥門設計與計算[M].北京：通用機械研究所，1974.

[6]承壓設備無損檢測 第5部分:滲透檢測:NB/T 47013.5—2015[S].

[7]氣動調節閥：GB/T 4213—2008[S].

[8]承壓設備無損檢測 第3部分:超聲檢測:NB/T 47013.3—2015[S].

[9]氣焊、手工電弧焊及氣體保護焊焊縫坡口的基本形式與尺寸：GB 985—1988[S].

(本文責編：劉芳)

2017-01-04；

2017-02-21

TK 223.3+7；TK 223.7+5

B

1674-1951(2017)03-0039-03

魏道君(1981—)，男，山東濰坊人，助理工程師，從事電廠集控運行工作(E-mail:714499422@qq.com)。