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电站调节阀运行方式分析及选型

浏览次数: 日期:2013年7月19日 18:29

1 概述

    火电厂管道系统中广泛应用调节阀调节介质的流量和压力,其工作参数高,运行中采用DCS操作。当变工况时,要求各个系统具有较高的稳定性和协调性,因此分析运行方式及作用,根据流量特性及工况参数,对电站调节阀的选型有重要的参考价值。

    2 调节原理

    调节阀在管路中相当于一个可变阻力的节流件,当介质通过时,要克服阻力而消耗一定的能量,造成流体速度和压头的损失,进而达到调节流体流量和压力的目的。反映调节阀结构特征和工作特征的参数有流量系数Kv、流量特性、公称压力、公称通径和阀瓣开度等。其中流量特性决定其调节性能,对整个系统稳定运行起关键作用。

    根据阀门相对流量与相对开度的关系,介质流动可分为直线流量特性、等百分比流量特性、抛物线流量特性和快开流量特性(图1)。

图1 流量特性曲线

    直线流量特性的阀门在开度小时流量相对变化大,灵敏度高,不易控制,而在大开度时,流量相对变化值小,调节缓慢。等百分比流量特性在小开度时,调节阀放大系数小,调节平稳缓和,在大开度时,放大系数大,调节灵敏有效。抛物线流量特性介于线性及等百分比流量特性之间。快开流量特性在开度较小时就有较大的流量,随开度的增加,流量很快就达到最大,此后再增加开度,流量变化很小。

3 选型

    3.1 凝结水高、低负荷调节阀

    凝结水低负荷调节阀在机组启动前维持除氧器水位,且能够满足机组40%负荷。当凝结水低负荷调节阀开度达到87.5%时,凝结水高负荷调节阀开启,参与凝结水系统调节。当机组50%负荷时,若凝结水高负荷调节阀开度小于10%,造成凝汽器热井水位难以控制。停机过程中,要求高负荷调节阀严密。同时高负荷调节阀的通流能力还应考虑到低负荷调节阀故障、凝结水再循环故障及系统泄漏等问题。根据运行方式,凝结水低负荷调节阀流量特性应为线性,凝结水高负荷调节阀流量特性应为等百分比。

    3.2 给水调节阀

    运行过程中,电泵给水调节阀在机组低负荷时调节汽包正常水位,当达到40%负荷切至汽泵运行。但在高负荷状态时,若汽泵跳闸,电泵启动过程中应能迅速上水,稳定汽包水位及压力,因此要求给水调节阀应有良好的调节特性,应采用线性调节特性(若使用等百分比特性,电泵启动过程中,阀门开启慢2~3s,致使汽包水位无法稳定,运行操作被迫手动调节,同时对液力偶合器的性能要求极高)。给水调节阀的流量应能满足机组50%负荷时给水流量。

    3.3 汽泵再循环调节阀

    汽泵再循环流量设定点为汽泵额定流量的25%。当汽泵流量在额定流量的25%~30%,汽泵再循环调节阀开度在25%,在汽泵流量大于额定流量的25%时,汽泵再循环调节阀关闭。汽泵流量小于额定流量的25%时,汽泵再循环调节阀调节开度为25%~100%。在0~25%为快开,调节特性为线性,避免汽泵再循环调节阀在小开度调节,造成阀内件冲刷。

    3.4 加热器调节阀

    对于部分事故疏水调节阀设计为快开流量特性,当加热器水位过高或正常疏水调节阀故障时,事故疏水调节阀全开,使加热器无水位运行,经济性差,汽水冲刷严重,内部管系振动大。因此,建议事故疏水调节阀选用线性调节,当加热器泄漏时能够迅速开启满足流量要求,并能根据事故疏水调节阀开度判断泄漏量,当正常疏水调节阀故障时,事故疏水调节阀可参与调节,保证加热器正常疏水。通常事故疏水调节阀的通流能力是正常疏水调节阀的1.5~3倍。

    3.5 轴封调节阀

    机组在启动及50%负荷状态下,由辅助蒸汽供汽至轴封系统。轴封系统有供汽调节阀、压力排泄阀及减温水调节阀等。当机组负荷大于50%负荷时,轴封供汽调节阀关闭,主汽门门杆漏汽量已经能够满足轴封需求,依靠轴封压力排泄阀进行调节,轴封系统进行自密封运行。因主机轴封系统影响主机的安全性,轴封压力过大,易使润滑油系统进水,轴封压力过小,造成机组真空低。为防止运行中轴封压力波动过大及阀门出现故障时造成不必要的停机,建议轴封调节阀流量特性选用等百分比,并增加手动操作功能。火电厂管路系统调节阀应用见表1。

表1 各调节阀在系统应用

    

    4 结语

    根据运行方式及系统原理,合理选择调节阀流量特性,可以使调节阀有良好的调节性能,降低介质能量损失,延长阀门寿命,减轻运行人员劳动强度,减小环境噪声,提高机组经济性,确保机组安全稳定运行。

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