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電站調節閥運行方式分析及選型

TECHNICAL

電站調節閥運行方式分析及選型

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1 概述

    火電廠管道係統中廣泛應用調節閥調節介質的流量和壓力,其工作參數高,運行中采用DCS操作。當變工況時,要求各個係統具有較高的穩定性和協調性,因此分析運行方式及作用,根據流量特性及工況參數,對電站調節閥的選型有重要的參考價值。

 

2 調節原理

    調節閥在管路中相當於一個可變阻力的節流件,當介質通過時,要克服阻力而消耗一定的能量,造成流體速度和壓頭的損失,進而達到調節流體流量和壓力的目的。反映調節閥結構特征和工作特征的參數有流量係數Kv、流量特性、公稱壓力、公稱通徑和閥瓣開度等。其中流量特性決定其調節性能,對整個係統穩定運行起關鍵作用。

    根據閥門相對流量與相對開度的關係,介質流動可分為直線流量特性、等百分比流量特性、拋物線流量特性和快開流量特性(圖1)。

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圖1 流量特性曲線

 

    直線流量特性的閥門在開度小時流量相對變化大,靈敏度高,不易控製,而在大開度時,流量相對變化值小,調節緩慢。等百分比流量特性在小開度時,調節閥放大係數小,調節平穩緩和,在大開度時,放大係數大,調節靈敏有效。拋物線流量特性介於線性及等百分比流量特性之間。快開流量特性在開度較小時就有較大的流量,隨開度的增加,流量很快就達到最大,此後再增加開度,流量變化很小。

 

3 選型

    3.1 凝結水高、低負荷調節閥

    凝結水低負荷調節閥在機組啟動前維持除氧器水位,且能夠滿足機組40%負荷。當凝結水低負荷調節閥開度達到87.5%時,凝結水高負荷調節閥開啟,參與凝結水係統調節。當機組50%負荷時,若凝結水高負荷調節閥開度小於10%,造成凝汽器熱井水位難以控製。停機過程中,要求高負荷調節閥嚴密。同時高負荷調節閥的通流能力還應考慮到低負荷調節閥故障、凝結水再循環故障及係統泄漏等問題。根據運行方式,凝結水低負荷調節閥流量特性應為線性,凝結水高負荷調節閥流量特性應為等百分比。

    3.2 給水調節閥

    運行過程中,電泵給水調節閥在機組低負荷時調節汽包正常水位,當達到40%負荷切至汽泵運行。但在高負荷狀態時,若汽泵跳閘,電泵啟動過程中應能迅速上水,穩定汽包水位及壓力,因此要求給水調節閥應有良好的調節特性,應采用線性調節特性(若使用等百分比特性,電泵啟動過程中,閥門開啟慢2~3s,致使汽包水位無法穩定,運行操作被迫手動調節,同時對液力偶合器的性能要求極高)。給水調節閥的流量應能滿足機組50%負荷時給水流量。

    3.3 汽泵再循環調節閥

    汽泵再循環流量設定點為汽泵額定流量的25%。當汽泵流量在額定流量的25%~30%,汽泵再循環調節閥開度在25%,在汽泵流量大於額定流量的25%時,汽泵再循環調節閥關閉。汽泵流量小於額定流量的25%時,汽泵再循環調節閥調節開度為25%~100%。在0~25%為快開,調節特性為線性,避免汽泵再循環調節閥在小開度調節,造成閥內件衝刷。

    3.4 加熱器調節閥

    對於部分事故疏水調節閥設計為快開流量特性,當加熱器水位過高或正常疏水調節閥故障時,事故疏水調節閥全開,使加熱器無水位運行,經濟性差,汽水衝刷嚴重,內部管係振動大。因此,建議事故疏水調節閥選用線性調節,當加熱器泄漏時能夠迅速開啟滿足流量要求,並能根據事故疏水調節閥開度判斷泄漏量,當正常疏水調節閥故障時,事故疏水調節閥可參與調節,保證加熱器正常疏水。通常事故疏水調節閥的通流能力是正常疏水調節閥的1.5~3倍。

    3.5 軸封調節閥

    機組在啟動及50%負荷狀態下,由輔助蒸汽供汽至軸封係統。軸封係統有供汽調節閥、壓力排泄閥及減溫水調節閥等。當機組負荷大於50%負荷時,軸封供汽調節閥關閉,主汽門門杆漏汽量已經能夠滿足軸封需求,依靠軸封壓力排泄閥進行調節,軸封係統進行自密封運行。因主機軸封係統影響主機的安全性,軸封壓力過大,易使潤滑油係統進水,軸封壓力過小,造成機組真空低。為防止運行中軸封壓力波動過大及閥門出現故障時造成不必要的停機,建議軸封調節閥流量特性選用等百分比,並增加手動操作功能。火電廠管路係統調節閥應用見表1。

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表1 各調節閥在係統應用

 

4 結語

    根據運行方式及係統原理,合理選擇調節閥流量特性,可以使調節閥有良好的調節性能,降低介質能量損失,延長閥門壽命,減輕運行人員勞動強度,減小環境噪聲,提高機組經濟性,確保機組安全穩定運行。