1、電廠常用閥門簡介,第四節(jié)電站閥門概論,河南電力技師學(xué)院高級(jí)講師 孫建勛,一、閥門的重要性,在各類管網(wǎng)系統(tǒng)中，閥門有“咽喉”之稱。由于閥門性能和質(zhì)量問題造成的泄漏、停產(chǎn)、重大事故，給工業(yè)生產(chǎn)的正常運(yùn)行、人身安全、財(cái)產(chǎn)等帶來了不可估量的損失。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，每年世界上引起的重大生產(chǎn)事故中1/3是由于閥門質(zhì)量事故所造成的。,具體到電力行業(yè)，電站閥門是與電站主輔機(jī)設(shè)備和系統(tǒng)緊密關(guān)聯(lián)、相互依存而又不能為通用閥門所取代的特殊閥門。 雖然是輔助部件，但在電力建設(shè)中的地位還是非常重要的，選擇不當(dāng)也會(huì)對電力系統(tǒng)的安全性、可靠性帶來負(fù)面影響，由于閥門不能正常工作帶來的經(jīng)濟(jì)損失也是相當(dāng)可觀的 。,二、電站閥門的特殊

2、性,“電站閥門”也稱電站專用閥門，主要適用于火力電站各種系統(tǒng)的管路上，切斷或接通管路介質(zhì)，適用水、蒸汽、油等非腐蝕性介質(zhì)。 電站高溫高壓部分的閥門與其他閥門產(chǎn)品相比由于大量的閥門工作在惡劣的工況下，如電站中的高溫高壓閥、核電站中某些閥門控制放射性流體等，對閥門材料要求嚴(yán)格，要求能夠承受高溫高壓，有更高的安全性、可靠性，以及特殊的密封性能、工藝技術(shù)性能，而在生產(chǎn)和設(shè)計(jì)中歷來存在較大難度；對制造企業(yè)來說，電站閥門具有批量小、規(guī)格型式多、制造難度大等特點(diǎn)。,三、高工作參數(shù)、高技術(shù)含量閥門分布,大型火電發(fā)電機(jī)組配套閥門以其所在部位和功能不同，其品種結(jié)構(gòu)、型號(hào)規(guī)格多種多樣，按照結(jié)構(gòu)形式可分為閘閥、截止閥

3、、止回閥、蝶閥、安全閥、調(diào)節(jié)閥等等，品種繁多。 火力發(fā)電站中高工作參數(shù)、高技術(shù)含量的閥門主要分布在四大管路系統(tǒng)中，即主蒸汽管道、主給水管道、再熱蒸汽（冷段、熱段）管道、汽機(jī)各段抽汽管道，另外一個(gè)是高低壓旁路系統(tǒng)管道。,四、電站閥門面臨的技術(shù)問題,1、控制問題（決定閥門動(dòng)作的可靠性） 主汽閥和再熱汽閥的控制系統(tǒng)故障是汽輪機(jī)五大事故（汽輪機(jī)葉片斷裂、汽輪機(jī)振動(dòng)、主汽閥和再熱汽閥的控制系統(tǒng)故障、以及潤滑油系統(tǒng)失火、汽輪機(jī)超速）之一，主要表現(xiàn)在閥門開度與設(shè)計(jì)不符。包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)失靈、行程超前、滯后。這些影響到閥門的強(qiáng)度和振動(dòng)。閥門的開度控制直接影響到汽機(jī)的工作狀況。因此受到高度重視，已成為研究的核心問題

4、之一。,2、強(qiáng)度問題（應(yīng)滿足壽命、剛性要求）,（1）對于頻繁啟動(dòng)的機(jī)組，設(shè)計(jì)過程中有必要考慮低周疲勞壽命設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)工況與運(yùn)行工況相一致，以達(dá)到延長壽命的目的。 （2）由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程控制的不準(zhǔn)確性，閥芯對閥座產(chǎn)生沖擊載荷。曾有電廠曾經(jīng)出現(xiàn)過閥座碎裂，裂塊被沖進(jìn)汽機(jī)，造成汽輪機(jī)出力急劇下降，轉(zhuǎn)子嚴(yán)重受損的故障。 （3）另外，高壓閥門氣蝕現(xiàn)象、閥體的原始鑄造缺陷、閥體出現(xiàn)裂紋后的壽命分析與預(yù)測等課題都值得進(jìn)一步研究。,3、振動(dòng)問題,閥門開度變化、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性能不佳和閥體存在泄漏，都是產(chǎn)生振動(dòng)的原因。振動(dòng)對閥門本身傷害很小，但對整個(gè)機(jī)組影響很大。 通過對閥門開度變化和對由泄漏所產(chǎn)生的激振力做系

5、統(tǒng)的研究，合理的設(shè)計(jì)閥門開閉行程，可以減小蒸汽振蕩的幾率。,4、泄漏問題（內(nèi)漏和外漏）,泄漏不僅是產(chǎn)生振動(dòng)的原因，而且外漏還會(huì)造成污染，內(nèi)漏還會(huì)造成能量損失。 解決泄漏問題，在一定程度上可以避免系統(tǒng)發(fā)生振動(dòng)，同時(shí)也可延長設(shè)備的壽命，提高效率。 超臨界機(jī)組的高壓閥門壽命有時(shí)很短，啟動(dòng)幾次就要更換填料（對這些閥門必須留有維修人員能進(jìn)入的空間，對露天電站還必須在易損高壓閥門處搭建小屋，以便在天氣惡劣條件下，維修人員能方便工作），研究新的密封填料或設(shè)計(jì)新的有效密封形式，對于延長這類高壓閥門的壽命，提高運(yùn)行可靠性是必須的。,四、火電廠高端閥門,1、什么是高端閥門？ 根據(jù)目前國內(nèi)投運(yùn)機(jī)組實(shí)際情況來看，符合

6、以下條件之一的閥門均可納入高端閥門： (1)流動(dòng)介質(zhì)參數(shù)按汽水標(biāo)準(zhǔn)壓力16MPa、溫度530的閥門。亞臨界、超臨界、超超臨界機(jī)組主要汽水系統(tǒng)的絕大部分閥門均屬于該類高端閥門。 (2)超臨界、超超臨界機(jī)組管材TP91、TP92相同材質(zhì)的閥門； (3)功能精度、穩(wěn)定性、嚴(yán)密性要滿足機(jī)組高度自動(dòng)化控制的要求的閥門。如汽水系統(tǒng)各種調(diào)節(jié)閥，燃油點(diǎn)火系統(tǒng)中配合點(diǎn)火的快關(guān)閥，吹掃閥等。,(4)對機(jī)組的安全性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性要求很高的閥門。如：汽輪機(jī)的抽汽逆止閥、各種安全門等，還有一些調(diào)節(jié)動(dòng)作頻繁，還要保持嚴(yán)密不漏，以滿足電廠節(jié)能降耗的需要，如疏水閥門，放水閥門等。 (5)其他有特殊功能要求的閥門，如給水三通

7、閥、輸灰系統(tǒng)閥門，既要耐磨，又要嚴(yán)密等。,2、我國大量進(jìn)口高端閥門,目前為止，大型電站亞臨界、超臨界、超超臨界機(jī)組的主、輔機(jī)設(shè)備已基本實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，其中包括1000 MW超超臨界機(jī)組的重要主輔設(shè)備。 但閥門制造行業(yè)卻沒有跟上電站裝備的發(fā)展，大部分國產(chǎn)高端閥門還處在技術(shù)較落后、可靠性較差、功能不強(qiáng)的水平，需要投入較大的調(diào)試人力和維修時(shí)間。而且國內(nèi)閥門制造企業(yè)不斷分化、不斷重組，所以至今國內(nèi)還沒有形成公認(rèn)的國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高端閥門品牌。這是目前國內(nèi)高端電站閥門存在的主要問題。,中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)科技服務(wù)中心對全國亞臨界參數(shù)以上機(jī)組電站高端閥門的使用情況研究成果,進(jìn)口的高端閥門主要用于重要的汽水系統(tǒng)以及對機(jī)

8、組運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性要求較高的系統(tǒng)中。如給水系統(tǒng)，主蒸汽、再熱蒸汽疏水系統(tǒng)，抽汽系統(tǒng)，凝結(jié)水系統(tǒng)，鍋爐汽水系統(tǒng)等。 到目前為止，國內(nèi)已投產(chǎn)的300MW亞臨界機(jī)組、600MW亞臨界、超臨界、超超臨界機(jī)組以及1000MW超超臨界機(jī)組仍需要使用大量的進(jìn)口高端閥門，特別是重要的調(diào)節(jié)閥門、安全門。,資料1：600MW超臨界、1000MW超超臨界機(jī)組進(jìn)口閥門情況訂貨清單,資料來源：中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)科技服務(wù)中心,通過對近期600MW等級(jí)機(jī)組招投標(biāo)所簽的合同總體情況來看，一臺(tái)600MW亞臨界機(jī)組進(jìn)口閥門約150臺(tái)左右，費(fèi)用約為2400萬元左右。 600MW超臨界、1000MW超超臨界機(jī)組進(jìn)口閥門約

9、為500臺(tái)左右，汽機(jī)約260臺(tái)，鍋爐約240臺(tái)。其中隨鍋爐主機(jī)配套進(jìn)口閥門所需費(fèi)用約為2000萬元左右，隨汽輪機(jī)配套進(jìn)口閥門約為800萬元左右，屬電力設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)范圍的約為900萬元左右，隨其他輔助設(shè)備配套的約為300萬元左右，合計(jì)每臺(tái)600MW超臨界機(jī)組進(jìn)口閥門費(fèi)用約4000萬元左右。,從在用閥門調(diào)研數(shù)據(jù)表中來看，國產(chǎn)閥門占調(diào)研在用閥門的308，使用在中、低壓及公用系統(tǒng)；工況條件較為寬松；制造技術(shù)、工藝要求不高；小口徑；且為常規(guī)尺寸和通用類型的閥門；其它的高端閥門以進(jìn)口知名品牌為主，占在用閥門的692。 總體上鍋爐進(jìn)口閥門質(zhì)量比較可靠，運(yùn)行安全。沒有因閥門的質(zhì)量造成運(yùn)行中發(fā)生問題。鍋爐國產(chǎn)閥門

10、由于使用量不大，整體質(zhì)量評(píng)價(jià)不如進(jìn)口閥門。主要表現(xiàn)在加工質(zhì)量粗糙，密封性能稍差。從電廠運(yùn)行安全角度和故障經(jīng)濟(jì)損失角度看國產(chǎn)閥門一般還很難使用戶信任而在關(guān)鍵系統(tǒng)中得到大量應(yīng)用。,資料2：600MW 超臨界機(jī)組四大管道系統(tǒng)進(jìn)口閥門數(shù)目（套）,按口徑分：口徑在50mm 以下的主要是抽汽管道、主汽及再熱系統(tǒng)疏水閥，占四分之一左右，其他均為大口徑的主管道用閥； 按系統(tǒng)分：高、低壓旁路裝置各1臺(tái)套；給水泵最小流量裝置共3臺(tái)套；抽汽系統(tǒng)25臺(tái)套；主給水系統(tǒng)12臺(tái)套；主汽及再熱系統(tǒng)21臺(tái)套；其他27臺(tái)套； 按閥類分：閘閥19臺(tái)套、截止閥3臺(tái)套、止回閥14臺(tái)套、高加三通閥3臺(tái)套、疏水閥32臺(tái)套、調(diào)節(jié)閥30臺(tái)套。

11、,資料3：中國動(dòng)力工程學(xué)會(huì)主辦： 600/1000 MW超超臨界機(jī)組技術(shù)交流2009年會(huì)會(huì)議報(bào)道,未來的五年內(nèi)，中國將有近百臺(tái)超臨界和超超臨界煤電機(jī)組投入運(yùn)行。 目前超超臨界機(jī)組仍須由國外廠商進(jìn)行性能設(shè)計(jì)，國內(nèi)制造企業(yè)尚未完全掌握超超臨界機(jī)組設(shè)計(jì)核心技術(shù)；超超臨界機(jī)組用高溫高強(qiáng)度材料國產(chǎn)化研制和應(yīng)用性能研究工作薄弱，超超臨界機(jī)組600等級(jí)新型耐熱鋼尚未實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，輔機(jī)及配套閥門等大型鑄鍛件目前還依賴進(jìn)口，價(jià)格居高不下和貨源緊缺制約超超臨界機(jī)組發(fā)展。,超超臨界機(jī)組閥門國產(chǎn)化，我們大有可為！,3、超超臨界機(jī)組時(shí)代閥門選型至關(guān)重要,今天在我國超超臨界機(jī)組時(shí)代，對機(jī)組使用的閥門材料提出了更高的要求。

12、2004年之前曾有近一半的超臨界機(jī)組工程把碳鋼閥門焊在合金鋼管道系統(tǒng)中，是有問題的。如果形成事實(shí)它會(huì)給電力系統(tǒng)造成不可估量的損失，也是電力建設(shè)史上一個(gè)悲劇。 如今，掌握1000MW超超臨界火電機(jī)組用閥門設(shè)計(jì)制造技術(shù)就是領(lǐng)先一步！,閥門的可靠性差直接影響了機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行,某600MW超臨界機(jī)組啟動(dòng)調(diào)試工作中頻繁的閥門故障使得調(diào)試工作極不順利。 鍋爐啟動(dòng)分離器水位調(diào)節(jié)閥（美國COPES）頻繁卡澀，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)根本就無法適應(yīng)鍋爐濕態(tài)運(yùn)行時(shí)大量疏水的惡劣運(yùn)行工況； 一抽至六抽電動(dòng)閘閥（意大利FASSANI）的盤根支撐環(huán)與絲桿的材質(zhì)與配合間隙設(shè)計(jì)不合理，連續(xù)出現(xiàn)閥門卡澀、絲桿損壞、格蘭漏汽等一系列問題； 凝結(jié)水主調(diào)閥（美國COPES）振動(dòng)，除氧器補(bǔ)水無法正常投入自動(dòng)； 主汽門、再熱主汽門、再熱調(diào)節(jié)門的EH油系統(tǒng)的快速卸載閥“O”型圈經(jīng)常損壞，運(yùn)行中多次發(fā)生主汽門、調(diào)門自動(dòng)關(guān)閉的異常情況。,五、河南通海流體