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关于300MW、600MW、1000MW机组进口最小流量阀的改造(维修)案例

最小流量循环阀是发电厂锅炉给水泵配套的关键设备。

给水泵把炉水由除氧器加压至2030MPa或者以上,送往高压加热器,最后进入锅炉。这些给水泵需通过最起码的流量,以带出泵运行所产生的热量,防止泵的过热,并避免泵叶片产生汽蚀而损坏。当机组刚启动和将要停机时,锅炉给水流量很小,在事故时,锅炉给水量也会减小。为了保证泵的正常运行,在泵的出口需要安装一套再循环系统,把一部分给水由泵出口回流至除氧器内。

最小流量循环阀前后的压差,近似于给水泵的进出口压差,该压差为全厂最大,致使该阀阀内极易产生空化汽蚀,工作环境极为恶劣。大型机组例如超临界机组,采用的是直流锅炉,要求再循环阀做到大小可以调节,而不是开-关两位式调节阀。所以,大型机组最小流量循环阀是火电厂最高端的流体控制组元,对其设计、加工和选材等,都有着极高的要求。我们国家新近建设的大型火电机组,尤其是超临界和超超临界机组,给水泵的再循环阀几乎全部采用进口产品。 但长时间运行后,进口阀的检修和维护,也就成了电厂普遍关心的问题了。 

      问题、原因 

徐州某电厂、广东某电厂超临界机组使用的便是进口阀,在高压差运行环境下,其阀座、阀芯以及节流套等,被冲刷汽蚀得十分严重,不但起不到关断的效果,而且已经完全失去了流量调节的功能。

他们解体了一个阀门,分析认为阀门失效的原因为:

1)阀内出现了空化汽蚀; 

2冲刷严重。一是国内水处理技术要求不严,难以保证给水品质,水中存在悬浮颗粒;二是管阀安装检修以及与阀门连接的设备在检修过程中,为了赶工期等原因,检验程序和施工工艺相对简单,很难做到无杂物颗粒,常见的如细小焊渣、毛线、金属颗粒等,这些对软密封阀座、阀芯和阀套等有极大的损害。

    处理方案 

面对煤价上涨造成的效益下滑,进口阀的这些问题,确实使电厂感到头痛。考虑到费用和供货周期,电厂更趋向于维修而不是更换。

电厂的要求主要是:

(1)能解决问题;

(2)检修停机有期限,解决问题的周期要短;

(3)费用不能太高。

2013年初,根据徐州某电厂广东某电厂的要求,我苏州德兰能源科技有限公司提出了如下解决方案: 

1)对进口阀进行技术改造,内部多级降压组件改为我司的专利技术(循环对流式盘片式结构)即不再购置新阀;

2)改造后的新阀仍使用原来的执行机构,以节省费用; 

3)改造后的新阀仍使用原来的阀体,这是基于原阀体损坏不严重的事实,节省费用,也便于安装

  (4)仅更换阀内组件。这是由于原阀的阀内组件损坏严重,已无法修复。 

  (5)采购原品备件,价格昂贵且供货周期不能满足要求;国内也无法采购到进口阀座使用的软密封材料,故采用我公司专利技术和设计思想,对阀内组件重新设计和制造,新阀内组件与原阀体配套,符合原安装要求。 

  (6)不降低原调节阀的性能参数、调节的灵活性等,关断严密。

 (7可拆卸的阀组件为广大用户减轻了检修难度与成本。

   实施方案 

1)工艺技术措施:

 a. 使用苏州德兰能源科技有限公司专利技术——循环对流式盘片式结构为您减少后续的检修费用。结构如下图所示

         :   

            改造后                    改造前

b. 加工新多级降压式平衡阀芯;

 c. 新制严密关断的硬密封阀座;(可拆卸式) 

d. 结构上保留原阀门的选择——低进高出,以方便工程实施。 

2)解决关断严密的方法: 

a. 我司采用双密封,软密封硬密封结合实现V级泄漏标准; 

b. 选材充分考虑耐冲刷要求,选用最适合此工况的 (0Cr17Ni14CuNb)材料阀内组件; 

c. 阀内组件的热处理工艺,确保在高硬度(HRC70左右)的同时,又具有较好的韧性; 

d. 采用组合密封技术,使关断不直接受冲刷;

e. 循环对流式盘片式结构,避免阀内空化汽蚀的发生。

f.阀座与过滤网我们采用分体式结构,这样如果阀座部分金属损坏只需更换阀座,而过滤网则不需要更换。为您减少后续的检修费用。结构如下图所示:

        

              

 双层阀笼、降噪音消音器;

3)解决调节灵活的方法: 

a. 采用平衡型结构,阀芯不受阀门前后高压差的影响,消除了不平衡力; 

b. 选用弹簧及垫片; 

c. 采用进口柔性石墨填料,减小摩擦。 

改造后的最小流量循环阀,20133月投入运行,结果表明此次改造非常成功,得到了徐州某电厂广东某电厂的高度好评。

     图 1:进口损坏的阀内件

        

        

        

  我司改造后照片:

       

  1)循环对流式盘片式结构

       

  组装图

 上图为我公司改造进口进口阀内件整体示意图

 继续完善,再创佳绩 

进口阀基础上改造的最小流量循环阀,在广东某电厂投入运行半年后,该厂又委托我公司改造了同样的两套进口阀,运行结果依然非常成功。

图为随后供的2套改造进口阀内件:

 

随后,我公司针对这项改造技术进行了进一步的完善,形成了第二代更加成熟的改造技术,并在多家电厂的进口阀改造项目中获得了验证。同样这一技术我公司也在改造进口高压旁路阀、高压差、恶劣工况的阀门中得到应用,并取得电厂的认可。

在以后的发展过程中,我们将努力使我们苏州德兰能源科技有限公司的这项技术能为更多的电厂排忧解难。

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