側(cè)裝給水泵汽輪機(jī)切換閥

　　介紹了鍋爐給水泵汽輪機(jī)工作汽源與備用汽源切換的原理，分析了鍋爐給水泵汽輪機(jī)系統(tǒng)用側(cè)裝形式切換閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及使用功能。

1、概述

　　汽輪機(jī)做完功的蒸汽與通過凝汽器的冷卻水進(jìn)行熱交換后凝結(jié)成水，通過給水泵送至鍋爐。給水泵驅(qū)動(dòng)方式有電動(dòng)、汽動(dòng)，目前多采用汽動(dòng)，即給水泵汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)。

2、工作原理

　　給水泵汽輪機(jī)有兩路供汽的汽源，一路為工作汽源，從主機(jī)四段進(jìn)行抽汽，另一路為備用汽源，從再熱冷段抽汽。目前給水泵汽輪機(jī)工作汽源與備用汽源之間的切換方式多采用外切換(圖1) 。

圖1 給水泵汽輪機(jī)進(jìn)汽系統(tǒng)

　　正常工作時(shí)，鍋爐給水泵汽輪機(jī)的汽源為四抽蒸汽。當(dāng)主機(jī)負(fù)荷降到約40% 額定負(fù)荷(定壓) 或30%額定負(fù)荷(滑壓) 以下，并且調(diào)節(jié)閥開度大于95%。低壓蒸汽流量仍不能滿足給水泵的功率要求時(shí)，切換閥打開，將再熱器冷段蒸汽引入小汽機(jī)。此時(shí)，四抽管道上的抽汽逆止閥門自動(dòng)關(guān)閉(再熱冷段壓力高于四抽壓力) ，汽源由主機(jī)四段抽汽切換至再熱器冷段蒸汽。反之，當(dāng)主機(jī)負(fù)荷升至40% 額定負(fù)荷(定壓) 或30% 額定負(fù)荷(滑壓) 時(shí)，關(guān)閉切換閥，低壓進(jìn)汽管道上的逆止閥門自動(dòng)打開，主機(jī)四段抽汽通過主汽閥、調(diào)節(jié)閥，然后進(jìn)入噴嘴。此時(shí)，真空技術(shù)網(wǎng)（http://genius-power.com/）認(rèn)為汽源由再熱器冷段蒸汽切換至主機(jī)四段抽汽。

　　切換閥工質(zhì)為再熱冷段蒸汽，因此該閥的設(shè)計(jì)溫度/設(shè)計(jì)壓力參考再熱冷段蒸汽參數(shù)即可。根據(jù)管道布置的不同，該閥有角式、直通兩種形式。根據(jù)用戶油源的不同，閥門( 驅(qū)動(dòng)裝置) 有頂裝式、側(cè)裝式兩種。該閥要求具有動(dòng)作可靠、快關(guān)和調(diào)節(jié)等功能，驅(qū)動(dòng)方式一般為液壓驅(qū)動(dòng)。本文主要介紹一種側(cè)裝形式的切換閥(圖2) 。

圖2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)側(cè)裝的切換閥

3、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

　　3.1、閥體

　　閥門本體為平衡籠式結(jié)構(gòu)，不平衡力小。閥體流道呈S 流線型(圖3) ，流態(tài)好，壓力損失小。閥芯上裝有碳纖維密封環(huán)，有效提高了泄漏量等級，泄漏量等級為ANSI B16.104 Ⅳ級。閥座采用直壓式無螺紋連接，拆裝和維修快捷方便。

圖3 閥體

　　3.2、側(cè)裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)

　　油源為透平油，透平油不抗燃，若采取頂裝形式，一旦漏油，會(huì)直接漏到管道上，易引發(fā)火災(zāi)，存在很大的安全隱患，因此執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用側(cè)裝形式。另外，因?yàn)橥钙接蛪毫Φ�，而閥門的工作壓力又較高，如果采用頂裝結(jié)構(gòu)，油缸需設(shè)計(jì)的很大。將油缸設(shè)置在側(cè)面，通過杠桿增力可有效的減小油缸直徑，這也是執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用側(cè)裝的又一原因。

　　切換閥為油開，彈簧關(guān)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)上將油缸與彈簧進(jìn)行了分體設(shè)計(jì)。油缸尺寸小，結(jié)構(gòu)簡單，并且上裝式的彈簧拆裝更為方便。彈簧設(shè)計(jì)上應(yīng)注意該閥為調(diào)節(jié)閥，彈簧剛度盡量小�？紤]到安全，彈簧裝置為2 根彈簧，即使1 根彈簧斷裂，另外1 根也可保證閥門關(guān)閉。因管道蒸汽溫度較高，最高可達(dá)400℃左右，執(zhí)行機(jī)構(gòu)支架設(shè)計(jì)應(yīng)注意執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接處盡量遠(yuǎn)離閥體，一般需要保證執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接處溫度不超過60℃�；瑝K與支架間有很長的導(dǎo)向面，這種結(jié)構(gòu)可以保證閥桿升降過程中不擺動(dòng)。

4、功能實(shí)現(xiàn)

　　4.1、切換

　　切換閥控制給水泵汽輪機(jī)工作汽源與備用汽源間的切換。

　　4.2、調(diào)節(jié)

　　通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制閥門的開度，以此來調(diào)節(jié)主機(jī)再熱冷段進(jìn)入給水泵汽輪機(jī)的蒸汽流量，實(shí)現(xiàn)與小汽機(jī)轉(zhuǎn)速的相互匹配( 2.8 ～6kr /min) ，以達(dá)到調(diào)節(jié)給水泵汽輪機(jī)功率的目的。

　　4.3、快關(guān)

　　以某機(jī)型為例，當(dāng)相關(guān)任一信號到達(dá)以下數(shù)值時(shí)，都會(huì)引起跳機(jī)，自然此時(shí)切換閥需要快速關(guān)閉。切換閥從接到快關(guān)指令到閥門全關(guān)時(shí)間一般<0.25s。

　　(1) 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速超過最高工作轉(zhuǎn)速達(dá)到5.25kr /min。

　　(2) 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸向位移超過±1.2mm。

　　(3) 當(dāng)潤滑油油壓降低至0.23MPa(g) 。

　　(4) 推力軸承回油溫度高于80℃。

　　(5) 任一軸承金屬瓦溫度高于107℃。

　　(6) 后汽缸排汽壓力升至65kPa(a) 。

　　(7) 后汽缸排汽溫度超過181℃。

　　(8) 軸振動(dòng)( 相對軸承座) 的峰- 峰值大于0.125mm。

　　以上數(shù)值會(huì)因?yàn)闄C(jī)型改變數(shù)值發(fā)生改變。

5、結(jié)語

　　給水泵汽輪機(jī)系統(tǒng)對切換閥的安全性、調(diào)節(jié)性及可靠性要求很高。真空技術(shù)網(wǎng)（http://genius-power.com/）認(rèn)為在設(shè)計(jì)、制造過程中應(yīng)分析和比較具體的管路系統(tǒng)及其現(xiàn)場工況條件，結(jié)合閥門的強(qiáng)度、材料、工藝及裝配等因素，使產(chǎn)品能夠達(dá)到滿足工況條件的最佳性能。

參考文獻(xiàn)

　　[1] 何崇杰，劉永江，王富美. 給水泵汽輪機(jī)汽源切換方式的比較[J]. 電站系統(tǒng)工程，1997，(5) ，29 - 32.