给水泵再循环系统阀门应用与改进
Application and Improvement of Valves of Feedwater Pumps Recycling
System for Supercritical Steam Turbine
天津国华盘山发电有限责任公司(天津蓟县301900) 刘宏战
摘 要：国华盘电1、2号机组给水泵再循环阀门频繁发生密封面冲刷、汽蚀、内漏，造成阀门损坏、泄漏及门后管道冲刷减薄泄漏。通过对系统阀门内漏原因分析，制定改进措施及改进后相应问题处理方案。
关键词：给水泵再循环系统；冲刷；汽蚀；损坏；改进
中图分类号：TK264．9
文献标识码：B
文章编号：1003—9171(2005)增刊一0044—02
1 系统介绍
天津国华盘山发电有限责任公司(下称国华盘电)在装2台俄罗斯超临界500 Mw 机组，1号机于1995年12月投产，2号机于1996年5月份投产。汽轮机为俄罗斯列宁格勒金属工厂产K500—240—4型超临界一次中间再热单轴四缸四排汽凝汽式汽轮机，额定功率500 Mw ，最大功率525Mw。给水系统由1台4O 额定负荷备用电动给水泵(II9—600—300—4型)和2台6O％额定负荷汽动给水泵(HH一950—340—2型)组成。给水系统介质参数为33．3 MPa、267℃。
俄罗斯设计的给水泵再循环系统装置由以下
设备组成：汽泵设计1条再循环总引出管，然后分成两路，每路设1台电动截止阀(1054—50—3型)、1套减压装置节流孔板，然后再汇成1根总管，总管上安装1台逆止门到达除氧器。管道系统中电动截止门前、减压装置前管径为D57×9 mm，减压装置后管径为D89×6 mm，至除氧器的总管为管径D219×9 mm。当给水流量达21O～285 1TI。／h时，汽动给水泵再循环装置打开和关闭。
2 再循环系统运行情况
自1、2号机组先后投产后，由于阀前后巨大压差产生的汽流磨损、汽蚀，双机汽泵再循环系统相继频繁发生再循环门密封面损坏、内漏，门后管道弯头泄漏现象。严重时再循环门的泄漏量达到100 IT1。／h，甚至更大。分析其原因如下：
在给水流量最小时，高压截止阀打开或关闭的短短几秒钟瞬间，阀门前后的压差较大，特别是事故停泵关闭时最大压差近30．0 MPa，如此大的压差造成给水瞬间减压发生汽化，汽化产生的汽泡破坏力对截止门的密封面造成极大的破坏(汽蚀)，使得密封面损坏，阀门发生内漏现象。当机组正常运行时，给水压力达到最高，即再循环门的前后压差也达到最大，阀门密封面处的泄漏介质不断对密封面进行汽蚀破坏，随运行时间的延长，泄漏量越来越大。严重影响汽泵向系统正常供水、机组稳定和经济运行。
此外，俄方再循环门进出口管安装采用高进低出方式，有利的一面是，阀门关闭后高压给水介质的压力向下作用在阀门密封面上，这样阀门密封面压紧力大，密封效果比正装好；但不利的一面为，阀门打开的力矩大，阀门的盘根长期处在高压给水截止的压力下，盘根老化后容易发生泄漏，检修更换的频率较高。
3 初步改进措施
将原俄设计的电动截止门电动装置改为国产扬州电动装置(DZW60型)。阀门控制方式由原来的行程控制改为力矩控制。同时缩短了关闭时间，从而降低了磨损、汽蚀对阀门密封面的损坏程度。
阀门关闭的调整方式为调整电动装置的关闭力矩在6～6．5的档位，将阀门的关闭行程控制退出，直接采用电动力矩关闭，直到力矩动作，在此点将阀门关闭行程开关调到此位，作为关闭下限行程。再开关一次，使力矩、行程控制按钮同时动作。
通过以上改进后，再循环门内漏的几率大为降低，再循环门最长运行周期达到1年半，但俄制电动截止门仍不能满足长周期运行要求，尚需将其更换为抗汽蚀、高压差、零泄漏、低噪音(不大于85 dB)、设计先进、适应泵组介质参数的直通式最小流量阀。
4 进一步改进方案
根据以上条件最终选中美国CCI公司生产的最小流量阀，阀门型号100D，直通式，流量为230～ 285 m。／h，温度为17O℃ ，接管直径为D57X 9mm／D159×10 mm，门前压力不大于31．0 MPa，门后压力不大于1．0 MPa，AUMA 电动执行机构，两位阀。该给水最小流量阀技术特点为：
(1)CCI的专利DRAG迷宫盘片利用多个盘片上的小通道，多级9O。拐弯进行逐步降压，而每一盘片通道都固定在阀芯内，无论开度多少，高压给水通过每个流道都限制在30 m／s以下。
(2)迷宫盘片以交替式重叠，下层盘片出口给水使上层向下流动介质速度降低。每一盘片内圆周出口都有堰，使四周压力平均，下层盘片出口给水使介质不会直接冲击在阀座上。
(3)为了避免在低流量(低阀门开度)时产生线切割现象，损坏阀座及阀塞，当开度低于1O 时执行器马上将阀门迅速关紧。由于给水泵再循环阀大部分时间处在关闭状态，阀门的关闭性能变得非常重要，所以每只最小流量阀门都采用加压阀座设计，简单说来就是一种调节时为平衡阀塞，关闭时为不平衡阀塞的结构。
5 改进后设备异常情况处理
给水再循环阀门改造投运初期，由于阀门调整不当，造成1台再循环门投运后不久即发生内漏现象，由于阀门前后压差大，内漏程度发展较快。机组停机解体该阀门时，发现阀座密封面已被冲蚀出8×8 mm的沟槽，在此情况下阀门根本无法保证系统正常运行。CCI厂家服务技术人员认为此种阀门无法进行现场修复。在没有备件的前提下，电厂技术人员根据阀门密封面材质性能，决定采用冷焊接方法，然后采用机加工恢复原来尺寸，回装运行。实际运行情况良好，未再发生泄漏现象。在第二年机组检修期间对密封面进行了重新检查，发现密封面仍然良好。从而打破了CCI技术人员认定的进口阀门密封面损坏不能现场修复使用的论断。
6 结束语
通过以上一系列的分析、治理、改进，目前国华盘电的汽泵再循环最小流量阀运行状况良好，保证了机组的安全、经济、稳定运行。
收稿日期：2004—09—15
作者简介：刘宏战(1972一)，男，助理工程师，1994年毕业，一直在盘山电厂从事汽轮机组检修管理工作。

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