電站調節(jié)閥運行方式分析及選型

2013-07-17 陳泉 南陽鴨河口發(fā)電責任有限公司

1、概述

  火電廠管道系統(tǒng)中廣泛應用調節(jié)閥調節(jié)介質的流量和壓力,其工作參數(shù)高,運行中采用DCS操作。當變工況時,要求各個系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性和協(xié)調性,因此分析運行方式及作用,根據(jù)流量特性及工況參數(shù),對電站調節(jié)閥的選型有重要的參考價值。

2、調節(jié)原理

  調節(jié)閥在管路中相當于一個可變阻力的節(jié)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(jié)流體流量和壓力的目的。反映調節(jié)閥結構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節(jié)性能,對整個系統(tǒng)穩(wěn)定運行起關鍵作用。

  根據(jù)閥門相對流量與相對開度的關系,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)。

流量特性曲線

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,不易控制,而在大開度時,流量相對變化值小,調節(jié)緩慢。等百分比流量特性在小開度時,調節(jié)閥放大系數(shù)小,調節(jié)平穩(wěn)緩和,在大開度時,放大系數(shù)大,調節(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就有較大的流量,隨開度的增加,流量很快就達到最大,此后再增加開度,流量變化很小。

3、選型

3.1、凝結水高、低負荷調節(jié)閥

  凝結水低負荷調節(jié)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(jié)閥開度達到87.5%時,凝結水高負荷調節(jié)閥開啟,參與凝結水系統(tǒng)調節(jié)。當機組50%負荷時,若凝結水高負荷調節(jié)閥開度小于10%,造成凝汽器熱井水位難以控制。停機過程中,要求高負荷調節(jié)閥嚴密。同時高負荷調節(jié)閥的通流能力還應考慮到低負荷調節(jié)閥故障、凝結水再循環(huán)故障及系統(tǒng)泄漏等問題。根據(jù)運行方式,凝結水低負荷調節(jié)閥流量特性應為線性,凝結水高負荷調節(jié)閥流量特性應為等百分比。

3.2、給水調節(jié)閥

  運行過程中,電泵給水調節(jié)閥在機組低負荷時調節(jié)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(tài)時,若汽泵跳閘,電泵啟動過程中應能迅速上水,穩(wěn)定汽包水位及壓力,因此要求給水調節(jié)閥應有良好的調節(jié)特性,應采用線性調節(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,運行操作被迫手動調節(jié),同時對液力偶合器的性能要求極高)。給水調節(jié)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(huán)調節(jié)閥

  汽泵再循環(huán)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(huán)調節(jié)閥開度在25%,在汽泵流量大于額定流量的25%時,汽泵再循環(huán)調節(jié)閥關閉。汽泵流量小于額定流量的25%時,汽泵再循環(huán)調節(jié)閥調節(jié)開度為25%~100%。在0~25%為快開,調節(jié)特性為線性,避免汽泵再循環(huán)調節(jié)閥在小開度調節(jié),造成閥內(nèi)件沖刷。

3.4、加熱器調節(jié)閥

  對于部分事故疏水調節(jié)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(jié)閥故障時,事故疏水調節(jié)閥全開,使加熱器無水位運行,經(jīng)濟性差,汽水沖刷嚴重,內(nèi)部管系振動大。因此,建議事故疏水調節(jié)閥選用線性調節(jié),當加熱器泄漏時能夠迅速開啟滿足流量要求,并能根據(jù)事故疏水調節(jié)閥開度判斷泄漏量,當正常疏水調節(jié)閥故障時,事故疏水調節(jié)閥可參與調節(jié),保證加熱器正常疏水。通常事故疏水調節(jié)閥的通流能力是正常疏水調節(jié)閥的1.5~3倍。

3.5、軸封調節(jié)閥

  機組在啟動及50%負荷狀態(tài)下,由輔助蒸汽供汽至軸封系統(tǒng)。軸封系統(tǒng)有供汽調節(jié)閥、壓力排泄閥及減溫水調節(jié)閥等。當機組負荷大于50%負荷時,軸封供汽調節(jié)閥關閉,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行調節(jié),軸封系統(tǒng)進行自密封運行。因主機軸封系統(tǒng)影響主機的安全性,軸封壓力過大,易使?jié)櫥拖到y(tǒng)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(xiàn)故障時造成不必要的停機,建議軸封調節(jié)閥流量特性選用等百分比,并增加手動操作功能。火電廠管路系統(tǒng)調節(jié)閥應用見表1。

表1 各調節(jié)閥在系統(tǒng)應用

各調節(jié)閥在系統(tǒng)應用

4、結語

  根據(jù)運行方式及系統(tǒng)原理,合理選擇調節(jié)閥流量特性,可以使調節(jié)閥有良好的調節(jié)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(huán)境噪聲,提高機組經(jīng)濟性,確保機組安全穩(wěn)定運行。