超临界汽轮机组给水泵再循环系统阀门应用与改进

44华北电力技术NORTHCHINAELECTRICPOWER增刊2005超临界汽轮机组给水泵再循环系统阀门应用与改进ApplicationandImprovementofValvesofFeedwaterPumpsRecyclingSystemforSupercriticalSteamTurbine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—021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500Mw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500Mw，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33．3MPa、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D57×9mm，减压装置后管径为D89×6mm，至除氧器的总管为管径D219×9mm。当给水流量达21O～2851TI。／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100IT1。／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30．0MPa，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维普资讯http://www.cqvip.com增刊2005华北电力技术NORTHCHINAELECTRICPOWER45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85dB)、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230～285m。／h，温度为17O℃，接管直径为D57X9mm／D159×10mm，门前压力不大于31．0MPa，门后压力不大于1．0MPa，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30m／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