电站高温高压平行双闸板闸阀的结构及应用

第 33卷 第 4期 华电技术 V o.l 33 No. 4 2011年 4月 Huad ian Techno logy Apr. 2011 电站高温高压平行双闸板闸阀的结构及应用 许秀然 (南通龙源电站阀门有限公司, 江苏 南通 226575) 摘 要: 介绍了高温高压平行双闸板闸阀的常用结构和特点, 提出了结构 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 和制造的要点。该闸阀具有诸多优势,使 其在大型火电机组汽水系统中将得到更为广泛的应用。 关键词: 电站闸阀;平形双闸板; 结构 中图分类号: TH 134 文献标志码: B 文章编号: 1674- 1951( 2011) 04- 0030- 02 收稿日期: 2010- 12- 15 0 引言 近年来, 高温高压平板闸阀在火力发电厂的应 用日益广泛。 300MW 和 600MW 大型机组从国外 进口的大口径电动闸阀多为平板闸阀, 如德国 A - T, BABACOCK公司以及英国哈德, HH 公司的 产品一般均不采用国内常用的楔形闸板。大口径平 板闸阀在高温高压场合的使用优势较为明显, 深受 广大用户的欢迎。南通龙源电站阀门有限公司针对 电力用户的使用工况, 结合国外相关产品的技术特 点,开发了电站用高温高压平板闸阀。 1 常用的平行双闸板阀门的闸板结构形式 ( 1)螺钉夹卡式平行双闸板阀门结构形式如图 1 所示。2块闸板靠 3个螺钉夹在闸板架上,一般情况 下有 3个撑开式的螺旋弹簧。小口径阀门 (公称直径 小于 150mm)一般为单弹簧式,不需要夹紧螺钉, 而 是靠两侧阀座将 2块闸板夹住。 图 1 螺钉夹卡式平行双闸板阀门 该结构零件数量较多,加工相对复杂,但是开档 尺寸及弹簧预紧力调整较为方便,中、小口径加工相 对也比较简单,使用较为普遍。 ( 2)楔式平行双闸板阀门结构形式如图 2所 示, 该结构为德国 BABACOCK公司的一个典型结 构。该阀门在关闭时由楔块压紧后达到预紧比压, 可形成一定的密封比压,所以,在管线压力波动较大 的场合也适用。其缺点是闸板组件结构十分复杂, 阀杆强度要求也较高,加工十分困难,使用中已较为 少见。 图 2 楔式平行双闸板阀门 ( 3)上端卡板式平行双闸板阀门结构形式如图 3所示。阀杆与闸板架用 T形槽连接 , 阀杆与闸板 图 3 上端卡板式平行双闸板阀门 第 4期 许秀然:电站高温高压平行双闸板闸阀的结构及应用 # 31# 架之间有一工字形耳板,耳板两端的 T形部分卡在 两侧闸板 T形槽内, 既防止闸板松脱, 又防止闸板 转动。该阀门结构简洁、加工容易、装配拆卸方便、 工作十分可靠,笔者认为是目前最合理的平行双闸 板阀门结构。 2 高温高压平板闸阀的特点 2. 1 启、闭力矩显著减少 阀门阀杆上没有受到楔式闸阀闸板通常存在的 介质作用力 FM J的轴向分力和密封比压所需的 FM F 的轴向分力,阀杆的最大轴向力为关闭阀门的最初 瞬间和最终瞬间 2个轴向力中的较大值。该作用力 由阀杆介质力 F J、填料摩擦力 FT 以及密封面之间 的摩擦力 FM 构成。 关闭之初 Fr 1 = FJ + FT1。 关闭最终瞬间 Fr 2 = F J + FT2 + FM, FJ = P 4 d 2 fp, FT 1 = Pd f hpf, FT 2 = Pd f hpf 1, FM = P 4 D 2 M pf 2, 式中: DM 为阀座密封面直径; d f为阀杆直径; p为 介质压力; h为填料与阀杆接触总高度; f为填料与 阀杆静摩擦因数; f 1为填料与阀杆的动摩擦因数; f2 为密封面之间的摩擦因数; F J为介质压力形成的阀 杆阻力; FT1 , FT2为填料对阀杆的摩擦力; FM 为密 封面间的摩擦力,由于关闭之初闸板受到的介质正 压力较少,因此, 关闭之初 FM 较小。 由此可见,由于阀杆所受的作用力较小,阀门设 计时阀杆及支架尺寸变小,降低了制造成本,操动阀 门的电动装置力矩大大降低,用于传动的齿轮装置 可降低 1~ 2个等级,加之阀杆直径 d f变小, 总轴向 力更小。例如, 对于一个 PN 420 @DN 300的闸阀来 说, 若使用楔式闸阀, 电动装置的力矩要达到 3 500N# m,电机功率需达 7. 5 kW;而使用同规格的 平板式闸阀,电动装置的力矩只需 1 200N# m, 电机 功率达 3. 0 kW即可。 2. 2 运行较为可靠 普通楔式闸阀较易发生楔死现象,特别在高温 场合,电动关闭阀门一段时间后很难打开。一般电 站阀门均为常开、常闭式, 很多用户在电动关阀整定 时,一般均不敢使用力矩定位, 以防楔死打不开,加 之电站阀门的工作温度较高,温差变化较大,经常出 现关闭不到位或撑死打不开的现象。平板闸阀的闸 板不带角度,工作时相当于一个平行的滑板, 开、关 阀位置整定均可以用行程定位、力矩保护且位置精 度要求相对不高,可方便地实现机械限位,不可能发 生热态楔死现象,易于密封, 运行较为可靠。 2. 3 维护保养方便 根据我国国情,大多数机组的主给水、主蒸汽等 大型阀门不可能也不允许经常更换, 大修时需要检 查维修。为保证密封,楔式闸阀特别是单闸板阀门 角度精度要求较高, 维修精度要求也很高。而平板 闸阀无论在线研磨还是更换闸板时均不需考虑角度 问题,重新补焊研磨后, 开档尺寸也不用调整, 用户 维护十分方便。 3 平板闸阀的设计制造要点 ( 1)平板闸阀一般均为单面自动密封闸阀, 出 口侧密封,阀座及闸板表面的粗糙度及加工精度直 接影响阀门的密封性和使用寿命。 ( 2)在启闭过程中, 阀门密封面之间一般均处 于接合摩擦状态, 阀座及闸板周围应倒圆角且修磨 光滑,以防止擦伤。 ( 3)应严格进行硬度配对。设计时, 闸板密封 面宽度通常大于阀座,而且由于闸板可以更换,易于 维修,因此, 一般情况下阀座硬度应比闸板高 3 ~ 5 HRC。 ( 4)适度控制弹簧的预紧力。主要通过开档尺 寸进行调整,以保证既适当预紧又不至于装配困难。 ( 5)为防止中腔的异常升压, 一般进口侧阀座 应开排泄孔或加旁通阀。 ( 6)开有旁泄孔或泄压阀的平行双闸板闸阀一 般为单向密封,对于需双侧密封隔离的场合不适用。 4 结束语 平行双闸板闸阀的诸多优势,决定了其必将在 工业流体控制领域得到越来越广泛的应用, 特别是 在高压力、高温度、大口径场合, 它可解决一般楔式 闸阀无法解决的难题,同时, 还降低了制造和运行的 成本。只有充分了解掌握工况要求, 合理地选择阀 门结构,才能设计制造出用户满意的产品。在大型 火电机组的汽水系统中, 该阀门将得到更为广泛的 认同和应用。 参考文献: [ 1]杨源泉. 阀门设计手册 [ M ]. 北京: 机械工业出版社, 1992. (编辑:刘芳 ) 作者简介: 许秀然 ( 1965) ), 男,江苏南通人, 工程师, 从事电站阀 门技术研究与开发方面的工作 ( E-m a i:l ntlongyuan@ 126. com )。 # 76# Abstracts 第 33卷 K ey words: TSP203 advanced geo log ic pred iction system; ad- verse geo log ic section; advanced geo log ic pred iction techno logy; d iversion tunnel o f hydropow er station; consume 11- 04- 22 Application of feedforward and inte- gral separation in coordinative control of supercrit- ical unit LI X in jian ( H uad ian W e ifang Pow er Gene ration Corporation L im ited, W eifang 261204, Ch ina) Abstrac t: The sta tic feedfo rwa rd linear re la tion and dynam ic feed fo rw ard con tro l techno logy w ere introduced. A im ing at the characteristics of coordinative contro l fo r 2 @ 670MW supercrit-i ca l unit in W eifang Pow er Gene ration Company L im ited, the m a in po ints of the bo iler instruc tion, fuel instruction, wa ter feed instruction and fue l ca lo rific va lue ( BTU ) co rrection in coord-i native control of supe rcr itica l un itw ere expounded. The app lica- tion effec ts o f the integ ral separa tion w ere ana ly zed. K ey words: coo rdina tive contro;l sta tic feedforw ard linear rela- tion; dynam ic feedfo rw ard contro;l in teg ra l separation; super- critica l un it 11- 04- 26 Designed types and selection of coal receiving equipm ents for coal trucks ZHAO Y ashan (H enan E lectr ic Pow er Surv ey& Des ign Institu- te, Zhengzhou 450007, China) Abstrac t: The types o f coa l rece iv ing equipm ents in common use, and d ifferen t types and leng th o f slot type coa l b in fo r coal transport truck w ere introduced. The advantages and disadvanta- ges of three types of coa l rece iv ing equ ipm en ts w ere compared qua lita tive ly, the ir use scopes and m atters needed attention in design w ere listed. Som e suggestions on designs o f the truck schedu ling yard, the coa l me tering and samp ling, the env iron- m enta l protec tion, etc. were put forw ard, w hich can be used as re ference for re la ted des ign. K ey words: coa l rece iving equ ipm ent fo r coa l transport truck; coa l yard; coa l hopper; coa l b in; design 11 - 04 - 30 Struc ture and application of high- temperature high-pressure parallel double gate valve for power plant XU X iuran ( Nantong Longyuan Pow er Sta tion-used Va lve Cor- poration L im ited, Nan tong 226575, China) Abstrac t: The frequently-used structure and the character istics o f h igh-temperature high-pressure pa ra lle l doub le gate va lve were introduced. Som e key po ints in struc ture design and m anu facture o f th is valve we re put forw ard. Th is gate va lv e has m any advan- tages, w hich cause the gate va lvew ill be applied in steam-w ater system of larg e therm al pow er units m ore w ide ly. K ey words: gate va lve for pow er station; paralle l doub le gate va lve; struc ture 11 - 04 - 32 Vacuum system leakage detection m ethod for unitNo. 2 of L Power P lant in Indone- sia CAI Youm in1, ZHANG Ca iw en2, WAN Zhijiang2, ZHU C iying1, GUO Y ib ing1 ( 1. Hubei E lectr ic Pow er Test and Re- search Institute, Wuhan 430077, Ch ina; 2. Guodian Jingm en Therma l Pow er P lant, Jingm en 448040, Ch ina) Abstract: The vacuum system fault o f steam turb ine No. 2 o f L Pow er P lant in Indonesia was introduced. The reasons caused the vacuum system fault we re diagnosed and ana lyzed. U sing the filling w ater m ethod and theH e lium m ass spectrum leakage de- tec to r to find the leakage po in t of the vacuum system, the espe- c ia lly big leakage po int w as found in low er half casing of low pressure cy linder. The effectivem easuresw ere adopted, and the condenser vacuum leakage fau lt does no t occur again. Keyw ords: vacuum system fau lt; H e lium m ass spectrum leak- age detec to r; leakage detection; treatm ent m easure 11- 04- 35 Leakage detection of unitNo. 3 vacu- um system in a power plant and treatm ent m eas- ures WANG Bin1, 2 ( 1. Q ingdao Unicersity o f Science and Techno lo- gy, Q ingdao 266000, Ch ina; 2. HuadianW eifang Pow erGenera- tion Co rporation L im ited, W e ifang 261204, China) Abstract: The result o f vacuum leakage test o f unit No. 3 in a pow er plant w as be low standard a ll the tim e after its m ino r repa ir in January 2009; the decreasing speed of the condenser vacuum in testing bas ica lly rem a ined in 600 Pa /m in. The leakage of the vacuum system w as de tected by using the vacuum leak detector, and related leakage po ints were found. The suggestion fo r system improvem ent was put forwa rd. The leakage po in tsw ere p lugged, and the sy stem w as improved; so the result o f vacuum leakage test o f unit No. 3 becam e qualified. Keyw ords: vacuum leakage test; leakage leve;l leakage detec- tion; p lugg ing 11- 04- 37 Analysis on reasons of corrosion in inner wall of CFB boiler water wall tubes and treatmentmeasures ZHENG Huixiana, XU Huifena, HE L ibingb ( Zhe jiang Jiangs- han Chem ica l Co rpo ra tion L im ited, a. Equipm ent & Pow er De- partm ent; b. The rm al Pow er P lant, Jiang shan 324100, China) Abstract: In the Therm a l Powe r P lant o f Zhe jiang Jiangshan Chem ica l Corporation L im ited, due to corros ion of inner w all of CFB bo iler waterw a ll tubes, the tube crack ing acc iden tw as oc- curred m any tim es for short term. Us ing the stee l tube corros ion scann ing detec to r, the remo te fie ld eddy current testing for wa ter wa ll tubes in key areaw as carr ied out. By m any tim es analysis, the corros ion defect positions w ere found, and the corros ion rea- sons w ere determ ined. The relevant preventive m easures w ere a- dopted, and the tube crack ing acc ident does not o ccur aga in. Key words: w ater w all tube; tube crack ing; reason analysis; corro sion; conductiv ity; rem ote fie ld eddy current testing 11- 04- 39 Arc-discharge fault detecting and lo- cating device for sw itchgear HAN Dong, WANG Zhenyue, SUN Jinguo( X J E lectr ic Co r- poration L im ited, Xuchang 461000, Ch ina) Abstract: The arc-d ischarg e fault detecting and locating dev ice