燃氣輪機用燃料控制閥密封結(jié)構(gòu)的改進

2013-04-16 黃瑞江南閥門有限公司

1、概述

　　燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)電廠的整體循環(huán)效率高，對環(huán)境污染極小，在同等條件下具有投資較低，調(diào)峰性能好，啟�？旖�，占地面積少和耗水量低等優(yōu)點。近年來，燃氣輪機及其聯(lián)合循環(huán)技術(shù)獲得了快速的發(fā)展。燃料控制閥設(shè)置在燃氣輪機的燃料噴嘴前，用于控制燃機的速度和啟停，閥門的密封性能要求很高由燃廠配套進口。在使用過程中，針對該閥門出現(xiàn)開關(guān)幾十次后球體與閥座表面擦傷泄漏需要更換和壽命短等問題，對閥門的密封結(jié)構(gòu)進行了研究和改進。

2、技術(shù)指標

　　公稱壓力Class 300；公稱通徑NPS 8；使用溫度185℃；緊急切斷時間< 0.5s；泄漏量ASME B16.104 VI 級

3、結(jié)構(gòu)及材料

　　燃料控制閥采用V 形開口半球閥結(jié)構(gòu)，在產(chǎn)品試制過程中先后采用了硬密封和軟密封兩種結(jié)構(gòu)形式。

3.1、硬密封結(jié)構(gòu)

　　該結(jié)構(gòu)基本上與配套進口的V 形球閥一致( 圖1) ，閥座密封面堆焊硬質(zhì)合金，球體采用不銹鋼噴焊Ni60 硬質(zhì)合金，球體與閥座精加工后再經(jīng)過配研。在常溫下測試，閥座泄漏量達不到ASME B16.104 VI 級標準要求。分析認為，金屬硬密封結(jié)構(gòu)的V 形球閥，由于受結(jié)構(gòu)限制，很難達到VI 級泄漏要求。另外，采用該結(jié)構(gòu)同樣出現(xiàn)配套進口閥門出現(xiàn)的球體與閥座表面擦傷及壽命短的問題。

硬密封結(jié)構(gòu)

1. 閥體　2. O 形圈　3. 壓圈　4. 閥座彈簧　5. 金屬閥座　6. 球體

圖1 硬密封結(jié)構(gòu)

3.2、軟密封結(jié)構(gòu)

　　由于燃料控制閥控制介質(zhì)為185℃，壓力約為3.5MPa 的天然氣，根據(jù)閥門使用工況，采用軟密封結(jié)構(gòu)應能夠滿足使用要求( 圖2) 。軟密封結(jié)構(gòu)關(guān)鍵在于材料的選擇上，既能滿足溫度和使用壓力要求，還能滿足泄漏量與壽命要求。最初，選擇8000PHB塑料合金作為閥座軟密封環(huán)，閥門在常溫下檢測各項性能，都能達到指標，閥座泄漏量達到0 泄漏。在185℃熱態(tài)下試驗，檢驗泄漏量，剛開始沒出現(xiàn)什么問題，但在閥門開關(guān)100 多次后，泄漏量明顯增加，而且越來越大。后經(jīng)聯(lián)合真空技術(shù)網(wǎng)(genius-power.com)的工作人員拆卸檢查閥座，發(fā)現(xiàn)軟密封環(huán)已經(jīng)變形并被球體的V 形口剪切撕裂，證明該材料在185℃ 左右時，已經(jīng)軟化，故滿足不了使用要求( 圖3) 。

軟密封結(jié)構(gòu)