1.前言
高溫高壓蒸汽轉換閥是電站高溫高壓減溫減壓裝置的核心閥門,也是高壓旁路的主要閥門,是“熱電冷”三聯產的重要配套設備。傳統的高溫高壓減壓裝置在安全可靠及調節性能方面存在一定的問題。高性能高溫高壓蒸汽轉換閥無論是從結構設計、降低噪聲、可靠性和節約成本等方面都有很大的改進和完善。滿足用戶越來越高的要求。
2.工作原理
高性能高溫高壓蒸汽轉換閥是在傳統產品的基礎上改進的更新換代產品,從結構設計、降低噪聲、可靠性和節約成本等方面都有了很大的改進和完善,以滿足用戶復雜工況的需要。由于使用的蒸汽參數很高,工作溫度達540℃以上,工作壓力達10MPa以上。
高壓蒸汽由上部進氣管道進入上部高壓汽室,當閥桿上下移動時,使蒸汽通過流線型通道向下部排出,進入下汽室,通過流道面積的變化實現一次減壓。經減壓的蒸汽通過曲線形多孔節流罩流出,實現二次減壓同時可很好地降低噪聲。蒸汽經減壓擴容后的出口通道面積設計成比進口通道面積大,確保不產生大的噪音。
蒸汽轉換閥的壓力調節是通過壓力變送器和調節器,再由電動(氣動)執行機構操縱,帶動與減溫蒸汽轉換閥閥瓣相連的閥桿,使閥瓣在套筒內上下運動,以改變介質流通面積來達到節流減壓的目的。
3.主要結構特征
如圖1所示,閥體采用雙球形結構,上部小球形為高壓進氣腔,下部大球體為低壓汽室。兩室之間為閥的流通道。在此設置閥座6的密封面。閥座與閥體采用焊接連接結構,為防止焊接變形對閥座密封面的影響,在閥座上設置了焊接變形槽(圖中的I放大圖)。閥瓣與閥桿構成一體。閥座與閥瓣組成的流線型氣流通道,可防止閥內出現強烈的振動。閥門的下部汽室內裝有曲線多孔節流罩7,它可避免減壓后的蒸汽直接噴刷閥體,同時也起減壓至出口所要求的壓力和減低噪音的作用。采用先減壓后減溫分體結構,避免材料的交變應力,提高安全可靠性。高溫高壓蒸汽轉換閥采用單座和多孔網罩二級減壓結構形式,既減少閥門泄漏量,增大減壓幅度,又避免閥體內壁直接受噴刷,延長閥門使用壽命,同時降低噪聲。蒸汽轉換閥閥體采用雙球形,耐壓能力強。

(1)采用單座柱塞和多孔節流罩二級減壓結構形式,既減少閥門泄漏量,又增大減壓幅度,同時多孔節流罩還能降低噪聲。
(2)多孔節流罩采用流線型(圖中的曲線形)結構,避免在交變高溫負荷的情況下,產生熱應力的交變循環造成的疲勞破壞,減少材料的交變應力,提高安全可靠性。
(3)蒸汽轉換閥閥體采用雙球形,不僅可減少閥體壁厚,降低制造成本,同時耐壓能力強,還可減少介質的高溫高壓沖刷而產生的材料交變應力。
(4)為了避免各種工況的水錘沖擊,在閥門最低處設置疏水。
(5)為防止焊接變形對閥座密封面的影響,在閥座上設置了焊接變形槽(圖中的I放大圖)。
(6)出口通道面積設計成比進口通道面積大,確保不產生大的噪音。
(7)蒸汽轉換閥和調節閥密封副采用高速噴涂stellite耐高溫、沖刷和耐腐蝕的高硬度合金,硬度可達HRC52~58,實現閥門泄漏量少、使用壽命長的目的。
4.性能特點
高性能高溫高壓蒸汽轉換閥采用單座柱塞和節流孔罩,與傳統蒸汽轉換閥比較有以下特點:
主義性能 | 閥門結構 | |
傳統高溫高壓蒸汽轉換閥 | 高性能高溫高壓蒸汽轉換閥 | |
流量變化范圍 | 50%~100% | 10%~100% |
噪音(dBA) | ≤90 | ≤85 |
減壓幅度 | 小 | 大 |
流量特性 | 線性 | 線性、等百分比 |
使用壽命 | 短 | 長 |

根據文獻[1],蒸汽流量同流通截面積關系為

式中:G——蒸汽流量,kg/s;
F——流通面積,m2;
α——流量系數;
β——蒸汽通過閥座的減壓比;
P1——減壓前一次蒸汽壓力,MPa;
V1——減壓前一次蒸汽比容,m3/kg。
6.結束語
通過對傳統蒸汽轉換閥的分析比較,高性能高溫高壓蒸汽轉換閥結構合理緊湊,在高溫高壓等極端條件下具有安全可靠性好和優良的調節性能。流量調節比可達1:20以上,減壓幅度也有很大提高,減低噪聲方面也有很大提高,根據實際運行考驗從傳統的減溫減壓裝置的90dbA以上降低到85dbA以下。
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