論述了火電廠高排逆止閥的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，介紹了閥門材料選擇、設(shè)計(jì)計(jì)算及型式試驗(yàn)等參照的標(biāo)準(zhǔn)，分析了閥門的性能。

1、概述

　　超( 超) 臨界火電機(jī)組建設(shè)是國家火電發(fā)展的方向。高排逆止閥是機(jī)組安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要設(shè)備之一。高排逆止閥安裝在高壓缸與再熱器之間排汽管道上，真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.13house.cn/)認(rèn)為這樣可以防止氣流不穩(wěn)定而引起再熱器介質(zhì)倒流進(jìn)高壓缸，起到保護(hù)關(guān)鍵設(shè)備的作用。

2、主要技術(shù)參數(shù)

　　公稱通徑：40in. ( DN1 000)

　　設(shè)計(jì)壓力：5.81MPa

　　設(shè)計(jì)溫度：375℃

　　主體材料：WCC

　　關(guān)閉時(shí)間：< 0. 5s

　　配管尺寸：1 016mm × 35mm

　　介質(zhì)類型：蒸汽

　　驅(qū)動(dòng)形式：氣動(dòng)

　　安裝位置：高壓缸排汽管道

　　使用壽命：30a

3、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

　　高排逆止閥主要由閥體、閥蓋、搖臂、閥瓣、強(qiáng)開(關(guān)) 軸、強(qiáng)開( 關(guān)) 氣缸等組成(圖1) 。閥體、閥座、閥瓣采用旋啟式止回閥結(jié)構(gòu)，閥座密封面原來與垂直面傾斜5°，現(xiàn)在改變與垂直面傾斜18°，這樣更有利于密封，且閥瓣開啟關(guān)閉角度小，利于閥門快速關(guān)閉。閥門設(shè)計(jì)成隨動(dòng)關(guān)閉和強(qiáng)制關(guān)閉兩套獨(dú)立的保護(hù)機(jī)構(gòu)。

圖1 高排逆止閥

　　閥門主體部分為旋啟式止回閥，但是增加的強(qiáng)開和強(qiáng)關(guān)兩只氣缸，使閥門具有強(qiáng)制開啟和強(qiáng)制關(guān)閉的功能。當(dāng)強(qiáng)關(guān)氣缸活塞桿提起時(shí)，此閥相當(dāng)于止回閥，閥瓣隨介質(zhì)順流開啟，逆流關(guān)閉。當(dāng)系統(tǒng)流量小于等于105kg /s 時(shí)，壓縮空氣進(jìn)入強(qiáng)開氣缸推動(dòng)活塞上行，閥門閥瓣強(qiáng)行打開。當(dāng)接到緊急關(guān)閉信號(hào)時(shí)，強(qiáng)關(guān)氣缸活塞下腔迅速排氣，彈簧力瞬間釋放，帶動(dòng)活塞桿下行，用傳動(dòng)柄的扭矩力使強(qiáng)關(guān)軸旋轉(zhuǎn)，通過離合連接結(jié)構(gòu)強(qiáng)制強(qiáng)開軸旋轉(zhuǎn)，閥瓣關(guān)閉時(shí)間小于0.5s。

　　氣動(dòng)系統(tǒng)由強(qiáng)開或強(qiáng)關(guān)氣缸、手動(dòng)試驗(yàn)閥、快速排氣閥、電磁閥、減壓過濾器三元件等組成，雙氣缸中內(nèi)置壓縮彈簧。氣缸設(shè)有手動(dòng)試驗(yàn)閥，可以在閥門運(yùn)行狀態(tài)下，定期做活塞運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)，防止活塞因長期不動(dòng)作造成卡澀。氣缸活塞下部設(shè)有緩沖螺母，當(dāng)閥瓣落下與閥座閉合時(shí)，緩沖螺母進(jìn)入氣缸后蓋氣室壓縮氣體，使活塞運(yùn)動(dòng)速度減慢，避免閥瓣對(duì)閥座密封面的沖擊(圖2) 。

圖2 氣動(dòng)原理

4、設(shè)計(jì)

　　閥門零件材料按ASME /ASTM /ANSI 技術(shù)規(guī)范及國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選擇( 表1) 。

表1 主要零件材料

　　閥門的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)及試驗(yàn)執(zhí)行ASMEB16.34 及JB/T 3595 標(biāo)準(zhǔn)，以滿足介質(zhì)壓力、溫度、流量、流向及密封性要求。氣動(dòng)閥動(dòng)作靈活，無卡澀，密封可靠。閥座和閥瓣均堆焊硬質(zhì)合金(Stellite)，堆焊層厚度不小于3mm，密封面均有較高的硬度，使其耐磨損，耐沖刷，耐腐蝕。兩密封面間存在50HB 的硬度差。閥瓣處于任何工作位置( 角度)時(shí)，都能安全穩(wěn)定的工作，不會(huì)引起振動(dòng)和產(chǎn)生噪聲。閥門配置的強(qiáng)開和強(qiáng)關(guān)氣缸，在小流量時(shí)具有強(qiáng)制開啟功能。由于閥門口徑較大，內(nèi)徑d =920mm，為保證其剛性要求，經(jīng)分析計(jì)算，閥體最小壁厚tm = 64.9mm，取閥體實(shí)際壁厚t = 90mm，閥頸處最小壁厚ta = 128. 8mm，閥體端部最小壁厚tc =91mm( 圖3) 。

圖3 閥體頸部最小壁厚

5、型式試驗(yàn)

　　閥門裝配后進(jìn)行殼體強(qiáng)度試驗(yàn)、閥座密封試驗(yàn)及動(dòng)作性能試驗(yàn)(表2) 。試驗(yàn)漏率滿足MSS SP -61 的要求。在動(dòng)作性能試驗(yàn)時(shí)，為驗(yàn)證閥門強(qiáng)制關(guān)閉時(shí)間，在兩個(gè)行程開關(guān)之間安裝數(shù)字計(jì)時(shí)器，記錄了閥瓣從最大開啟位置到關(guān)閉位置所用時(shí)間為0.26s，滿足技術(shù)要求。

表2 性能試驗(yàn)要求及結(jié)果

6、結(jié)語

　　高排逆止閥按ASME B16.34 及JB/T3595 標(biāo)準(zhǔn)制造與檢驗(yàn)，閥門動(dòng)作靈活，關(guān)閉迅速，密封可靠，性能穩(wěn)定，滿足了工況要求，已廣泛使用在超( 超) 臨界大型火電機(jī)組管道上。