電站調(diào)節(jié)閥運(yùn)行方式分析及選型

1、概述

　　火電廠管道系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量和壓力，其工作參數(shù)高，運(yùn)行中采用DCS操作。當(dāng)變工況時(shí)，要求各個(gè)系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性和協(xié)調(diào)性，因此分析運(yùn)行方式及作用，根據(jù)流量特性及工況參數(shù)，對電站調(diào)節(jié)閥的選型有重要的參考價(jià)值。

2、調(diào)節(jié)原理

　　調(diào)節(jié)閥在管路中相當(dāng)于一個(gè)可變阻力的節(jié)流件，當(dāng)介質(zhì)通過時(shí)，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(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)流體流量和壓力的目的。反映調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特征和工作特征的參數(shù)有流量系數(shù)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(diào)節(jié)性能，對整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行起關(guān)鍵作用。

　　根據(jù)閥門相對流量與相對開度的關(guān)系，介質(zhì)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)。

圖1 流量特性曲線

　　直線流量特性的閥門在開度小時(shí)流量相對變化大，靈敏度高，不易控制，而在大開度時(shí)，流量相對變化值小，調(diào)節(jié)緩慢。等百分比流量特性在小開度時(shí)，調(diào)節(jié)閥放大系數(shù)小，調(diào)節(jié)平穩(wěn)緩和，在大開度時(shí)，放大系數(shù)大，調(diào)節(jié)靈敏有效。拋物線流量特性介于線性及等百分比流量特性之間�？扉_流量特性在開度較小時(shí)就有較大的流量，隨開度的增加，流量很快就達(dá)到最大，此后再增加開度，流量變化很小。

3、選型

3.1、凝結(jié)水高、低負(fù)荷調(diào)節(jié)閥

　　凝結(jié)水低負(fù)荷調(diào)節(jié)閥在機(jī)組啟動前維持除氧器水位，且能夠滿足機(jī)組40%負(fù)荷。當(dāng)凝結(jié)水低負(fù)荷調(diào)節(jié)閥開度達(dá)到87.5%時(shí)，凝結(jié)水高負(fù)荷調(diào)節(jié)閥開啟，參與凝結(jié)水系統(tǒng)調(diào)節(jié)。當(dāng)機(jī)組50%負(fù)荷時(shí)，若凝結(jié)水高負(fù)荷調(diào)節(jié)閥開度小于10%，造成凝汽器熱井水位難以控制。停機(jī)過程中，要求高負(fù)荷調(diào)節(jié)閥嚴(yán)密。同時(shí)高負(fù)荷調(diào)節(jié)閥的通流能力還應(yīng)考慮到低負(fù)荷調(diào)節(jié)閥故障、凝結(jié)水再循環(huán)故障及系統(tǒng)泄漏等問題。根據(jù)運(yùn)行方式，凝結(jié)水低負(fù)荷調(diào)節(jié)閥流量特性應(yīng)為線性，凝結(jié)水高負(fù)荷調(diào)節(jié)閥流量特性應(yīng)為等百分比。

3.2、給水調(diào)節(jié)閥

　　運(yùn)行過程中，電泵給水調(diào)節(jié)閥在機(jī)組低負(fù)荷時(shí)調(diào)節(jié)汽包正常水位，當(dāng)達(dá)到40%負(fù)荷切至汽泵運(yùn)行。但在高負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，若汽泵跳閘，電泵啟動過程中應(yīng)能迅速上水，穩(wěn)定汽包水位及壓力，因此要求給水調(diào)節(jié)閥應(yīng)有良好的調(diào)節(jié)特性，應(yīng)采用線性調(diào)節(jié)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(wěn)定，運(yùn)行操作被迫手動調(diào)節(jié)，同時(shí)對液力偶合器的性能要求極高)。給水調(diào)節(jié)閥的流量應(yīng)能滿足機(jī)組50%負(fù)荷時(shí)給水流量。

3.3、汽泵再循環(huán)調(diào)節(jié)閥

　　汽泵再循環(huán)流量設(shè)定點(diǎn)為汽泵額定流量的25%。當(dāng)汽泵流量在額定流量的25%～30%，汽泵再循環(huán)調(diào)節(jié)閥開度在25%，在汽泵流量大于額定流量的25%時(shí)，汽泵再循環(huán)調(diào)節(jié)閥關(guān)閉。汽泵流量小于額定流量的25%時(shí)，汽泵再循環(huán)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)開度為25%～100%。在0～25%為快開，調(diào)節(jié)特性為線性，避免汽泵再循環(huán)調(diào)節(jié)閥在小開度調(diào)節(jié)，造成閥內(nèi)件沖刷。

3.4、加熱器調(diào)節(jié)閥

　　對于部分事故疏水調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)為快開流量特性，當(dāng)加熱器水位過高或正常疏水調(diào)節(jié)閥故障時(shí)，事故疏水調(diào)節(jié)閥全開，使加熱器無水位運(yùn)行，經(jīng)濟(jì)性差，汽水沖刷嚴(yán)重，內(nèi)部管系振動大。因此，建議事故疏水調(diào)節(jié)閥選用線性調(diào)節(jié)，當(dāng)加熱器泄漏時(shí)能夠迅速開啟滿足流量要求，并能根據(jù)事故疏水調(diào)節(jié)閥開度判斷泄漏量，當(dāng)正常疏水調(diào)節(jié)閥故障時(shí)，事故疏水調(diào)節(jié)閥可參與調(diào)節(jié)，保證加熱器正常疏水。通常事故疏水調(diào)節(jié)閥的通流能力是正常疏水調(diào)節(jié)閥的1.5～3倍。

3.5、軸封調(diào)節(jié)閥

　　機(jī)組在啟動及50%負(fù)荷狀態(tài)下，由輔助蒸汽供汽至軸封系統(tǒng)。軸封系統(tǒng)有供汽調(diào)節(jié)閥、壓力排泄閥及減溫水調(diào)節(jié)閥等。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷大于50%負(fù)荷時(shí)，軸封供汽調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，主汽門門桿漏汽量已經(jīng)能夠滿足軸封需求，依靠軸封壓力排泄閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，軸封系統(tǒng)進(jìn)行自密封運(yùn)行。因主機(jī)軸封系統(tǒng)影響主機(jī)的安全性，軸封壓力過大，易使?jié)櫥�油系統(tǒng)進(jìn)水，軸封壓力過小，造成機(jī)組真空低。為防止運(yùn)行中軸封壓力波動過大及閥門出現(xiàn)故障時(shí)造成不必要的停機(jī)，建議軸封調(diào)節(jié)閥流量特性選用等百分比，并增加手動操作功能�；痣姀S管路系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥應(yīng)用見表1。

表1 各調(diào)節(jié)閥在系統(tǒng)應(yīng)用

4、結(jié)語

　　根據(jù)運(yùn)行方式及系統(tǒng)原理，合理選擇調(diào)節(jié)閥流量特性，可以使調(diào)節(jié)閥有良好的調(diào)節(jié)性能，降低介質(zhì)能量損失，延長閥門壽命，減輕運(yùn)行人員勞動強(qiáng)度，減小環(huán)境噪聲，提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性，確保機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。