火電廠控制閥選型

                       上海申弘閥門有限公司

之前介紹蒸汽截止閥熱損失，現在介紹火電廠控制閥選型火電廠管道系統中廣泛應用調節閥調節介質的流量和壓力，其工作參數高，運行中采用DCS操作。當變工況時，要求各個系統具有較高的穩定性和協調性，因此分析運行方式及作用，根據流量特性及工況參數，對電站調節閥的選型有重要的參考價值。
    2火電廠控制閥選型 調節原理
    調節閥在管路中相當于一個可變阻力的節流件，當介質通過時，要克服阻力而消耗一定的能量，造成流體速度和壓頭的損失，進而達到調節流體流量和壓力的目的。反映調節閥結構特征和工作特征的參數有流量系數Kv、流量特性、公稱壓力、公稱通徑和閥瓣開度等。其中流量特性決定其調節性能，對整個系統穩定運行起關鍵作用。
    根據閥門相對流量與相對開度的關系，介質流動可分為直線流量特性、等百分比流量特性、拋物線流量特性和快開流量特性（圖1）。上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥多數工況來看電力流程實際上是水、蒸汽的循環流程，在此流程中選用控制閥既簡單又復雜。簡單的是過程介質簡單，只有水和蒸汽兩種，復雜的是水和蒸汽的溫度與壓力波動范圍大，帶來系列問題如：閃蒸、氣蝕、沖刷、噪音、腐蝕。但首先要考慮的是控制閥的安全性與可靠性。
給水閥（主、附鍋爐給水閥、復合型給水調節閥）
控制要求：控制鍋爐進水量，保證蒸汽蒸發量，維持鍋爐水位（主、附型鍋爐給水閥系統包含兩個控制閥，一臺用于鍋爐啟動時使用，一臺用于正常給水使用）。
工況情況：鍋爐啟動時閥門壓差可達100-300公斤，流量較小，正常運行時壓差較小，流量大，流量可調比為75/1-100/1。
閥門要求：WCB/WC9，對于雙閥系統中的啟動閥要求抗氣蝕，V級關閉等級，對于復合型給水閥需使用特性化閥內件同時滿足鍋爐啟動與正常運行時的需要。一般閥門選擇為故障關。
鍋爐給水泵zui小流量循環閥
控制要求：使鍋爐給水泵安全啟動及停止運行，消除因流量過小、溫升增加、水強烈氣蝕使泵損壞。（老式電站有使用開關型的zui小流量控制閥，同時還有使用機械式的泵自動循環閥）。
工況情況：壓降達160-350公斤，是電站系統中承受壓差zui大的閥門，流量為正常流量的30%。
閥門要求：抗氣蝕，防堵結構，V級密封等級，泵啟動與停止運行時閥門連續工作，泵正常啟動后此閥門關閉，閥門通常為故障開。
高低加熱器疏水閥（給水加熱器疏水、冷凝水加熱器疏水）
控制要求：控制加熱器中冷凝水的位置，及時將冷凝水排放，高水位排放，正常水位疏水
工況情況：飽和水，加熱器之間的控制閥壓差一般為6-30公斤，zui后一級疏水閥直接連接冷凝器或除氧器。
閥門要求：抗閃蒸沖刷，V或VI級密封等級，閥門通常為故障開。
除氧器水位控制閥（DALC）
控制要求：提供流量保持除氧器正常水位，通過加入蒸汽提高水溫消除溶解在水中的氣體。
工況情況：啟動階段流量較小，壓差大溫度，正常情況流量大，壓差小，工況類似給水閥。
閥門要求：較低流量時有效抗氣蝕。
減溫閥（減溫器）
控制要求：將高壓水噴射入蒸汽中使蒸汽溫度達到控制要求，工況情況：水，壓差較大，
閥門要求：類型多樣：噴嘴型，輔助霧化型，自我包容型及對夾型。
減溫減壓閥（高、低壓旁路閥）
控制要求：將高溫高壓蒸汽調整到一定溫度壓力的蒸汽，給汽機提供一個旁路通道，鍋爐能夠獨立汽機而工作。
閥門要求：抗熱沖擊，降噪，反應迅速。
圖1 流量特性曲線
    直線流量特性的閥門在開度小時流量相對變化大，靈敏度高，不易控制，而在大開度時，流量相對變化值小，調節緩慢。等百分比流量特性在小開度時，調節閥放大系數小，調節平穩緩和，在大開度時，放大系數大，調節靈敏有效。拋物線流量特性介于線性及等百分比流量特性之間。快開流量特性在開度較小時就有較大的流量，隨開度的增加，流量很快就達到zui大，此后再增加開度，流量變化很小。
3 選型

    3.1 凝結水高、低負荷調節閥
    凝結水低負荷調節閥在機組啟動前維持除氧器水位，且能夠滿足機組40%負荷。當凝結水低負荷調節閥開度達到87.5%時，凝結水高負荷調節閥開啟，參與凝結水系統調節。當機組50%負荷時，若凝結水高負荷調節閥開度小于10%，造成凝汽器熱井水位難以控制。停機過程中，要求高負荷調節閥嚴密。同時高負荷調節閥的通流能力還應考慮到低負荷調節閥故障、凝結水再循環故障及系統泄漏等問題。根據運行方式，凝結水低負荷調節閥流量特性應為線性，凝結水高負荷調節閥流量特性應為等百分比。
    3.2 給水調節閥
    運行過程中，電泵給水調節閥在機組低負荷時調節汽包正常水位，當達到40%負荷切至汽泵運行。但在高負荷狀態時，若汽泵跳閘，電泵啟動過程中應能迅速上水，穩定汽包水位及壓力，因此要求給水調節閥應有良好的調節特性，應采用線性調節特性（若使用等百分比特性，電泵啟動過程中，閥門開啟慢2～3s，致使汽包水位無法穩定，運行操作被迫手動調節，同時對液力偶合器的性能要求*）。給水調節閥的流量應能滿足機組50%負荷時給水流量。
    3.3 汽泵再循環調節閥
    汽泵再循環流量設定點為汽泵額定流量的25%。當汽泵流量在額定流量的25%～30%，汽泵再循環調節閥開度在25%，在汽泵流量大于額定流量的25%時，汽泵再循環調節閥關閉。汽泵流量小于額定流量的25%時，汽泵再循環調節閥調節開度為25%～100%。在0～25%為快開，調節特性為線性，避免汽泵再循環調節閥在小開度調節，造成閥內件沖刷。
    3.4 加熱器調節閥
    對于部分事故疏水調節閥設計為快開流量特性，當加熱器水位過高或正常疏水調節閥故障時，事故疏水調節閥全開，使加熱器無水位運行，經濟性差，汽水沖刷嚴重，內部管系振動大。因此，建議事故疏水調節閥選用線性調節，當加熱器泄漏時能夠迅速開啟滿足流量要求，并能根據事故疏水調節閥開度判斷泄漏量，當正常疏水調節閥故障時，事故疏水調節閥可參與調節，保證加熱器正常疏水。通常事故疏水調節閥的通流能力是正常疏水調節閥的1.5～3倍。

    3.5 軸封調節閥
    機組在啟動及50%負荷狀態下，由輔助蒸汽供汽至軸封系統。軸封系統有供汽調節閥、壓力排泄閥及減溫水調節閥等。當機組負荷大于50%負荷時，軸封供汽調節閥關閉，主汽門門桿漏汽量已經能夠滿足軸封需求，依靠軸封壓力排泄閥進行調節，軸封系統進行自密封運行。因主機軸封系統影響主機的安全性，軸封壓力過大，易使潤滑油系統進水，軸封壓力過小，造成機組真空低。為防止運行中軸封壓力波動過大及閥門出現故障時造成不必要的停機，建議軸封調節閥流量特性選用等百分比，并增加手動操作功能。火電廠管路系統調節閥應用見表1。
表1 各調節閥在系統應用

    
    4結語
    根據運行方式及系統原理，合理選擇調節閥流量特性，可以使調節閥有良好的調節性能，降低介質能量損失，延長閥門壽命，減輕運行人員勞動強度，減小環境噪聲，提高機組經濟性，確保機組安全穩定運行。與本文相關的產品有角式平衡型截止閥設計說明