超临界机组热控仪表导管、阀门选型及材质要求

陈怡

摘 要：近年来我国的电力工业一直处于快速的发展当中，国家也随之提出了一些相关的能源产业政策和对环保方面的要求，超临界机组凭借着其自身的特点，即能源转换的效率比较高，以及在转换过程中的污染物排放较低，在我国得到了快速的发展。文章对超临界机组的热控仪表导管和阀门在规格和材质的要求上，做了简单的探讨。

关键词：超临界；仪表导管；仪表阀门

在电力工业中，随着机组参数在不断的升高的同时，对在承受高温的、高压的管道、阀门以及容器等也相应的提出了更高的需求。与电力相关的设计、生产等每个部门也都在讨论着与之相关的问题，其中主要的问题之一就是超临界机组热控仪表导管、阀门选型及材质要求。

1 超临界机组阀门选型的误区

阀门是整个管路中，用途最广的一类管路部件，如果没有阀门，管路根本无法实现自身的功能，而阀门安装和配置的不合理，也会对管路功能的实现有影响。但目前我国的超临界机组阀门在选型中存在一些误区，如果不及时解决后果将会很严重。（1）过分依赖于进口产品，不考虑阀门的材质，只是觉得是进口阀门，质量一定很好，没有按照管道的材质和所需要承受的压力级数匹配。（2）在进行招标购买阀门的时候，没有全面的提出对阀门的需求，只是简单的提出系统的温度、压力和材质上的需求，并没有对阀门厂商提出具体的压力的等级要求和材质上的选择，对于技术上的要求也不那么明确。

在阀门的选取上一定要注重选型，如果选型错误了，会造成在选用十几年后甚至几年后出现不同程度的裂纹，甚至更加严重的后果。所以在阀门选型上，一定要严把关，避免这些不必要的损失和不良后果[1]。

2 仪表导管的选型和材质要求

2.1 材质的选择

为了使取压短管和工艺管道之间能够可靠的焊接起来，取压短管的材质选择应该参照抗高温、抗高压的工艺管道或者容器的材质选择的原则[2]。

将取压短管和一次门分别与一次门前导管的两端紧密的焊接起来，如果两端的焊口没有紧密的焊接起来，出现泄漏的情况，测点将不能够正常的投运，甚至连机组都不能够正常的运行。因此为了使其两端能够紧密的焊接起来，应该选择与取压短管相近或者相同的材质。

一次门的后导管应该按照工艺管道的介质参数进行选择。因为机组的排污操作有两种：其一，是开启或者关闭锅炉的过程中，在主汽压力达到一定的时候，热工仪表会把排污阀打开，并进行冲洗，而这个时候的主蒸汽温度会达到150摄氏度左右。其二，是在锅炉正常工作的中，当需要对测点采取排污操作时，介质的温度和压力都比较高，为了保证操作人员的安全，一般会把一次门和二次门先关闭，然后再把排污阀打开。一般情况下，工艺管道内的介质的温度会比所排出来的介质的温度要高得多，只有当一次门没有关严实或者管道内有内漏的时候，两个介质之间的温度才互相接近。所以说，为了使仪表取样系统更加的安全，后导管要按照介质的参数来进行选择[3]。

2.2 导管通径和规格的选择

在选择材质时，主要是要从材料的耐温能力的角度来进行考虑的，而与此不同的是，导管的规格是从抗压能力的角度进行考虑。相同的材料，在同样的温度下，如果内径的大小是一样的，那么导管的壁厚越大，它的抗压能力就越强；如果壁厚相同，导管的内径越小，能够承受的抗压能力越大。

而导管的内径一般是根据运行的经验来进行选择的，导管的内径越小，所需要的材料就越少，但是内径如果过小，测量的延迟度会比较大，并且这样的导管比较容易堵塞，反之，如果导管的内径比较大，所需要的材料相对的会少一些，测量的延迟度也会小，而且也比较不容易堵塞[3]。

因为主机的取压短管、一次门和一次门的前导管，都是由主机厂所负责设计的，所以为了能够方便施工，也为了能够合乎行业的习惯，所以仪表内与主机内一致的导管通径，也要按照主机厂所采取通径标准进行选择。至于仪表导管的规格要看选择国产管材还是进口管材，二者的选择依照的标准各有不同，可根据自身的需要来进行选择。

2.3 阀门的选型和配置

在选择阀门的时候，要根据阀门所处位置的不同，依照不同的标准和规格，来进行不同的配置，如在选择一次阀时，要多考虑选择与管道的工艺流程相同或者相近的阀门材料，这样的阀门耐温性高，同时，相同材料焊接起来也比较容易。

在我国选择阀门一般有两种，即普通仪表阀门和工艺阀门。工艺阀门与普通的仪表阀门相比较，具有一些优点。（1）工艺阀门的通径比较大。（2）工艺阀门相比普通的仪表阀门结构比较复杂，阀盖在温度有变化的时候，密封部分可以进行自我调整。（3）工艺阀门料填的比较多，密封性比较好，而且在高压阀门的阀盖和阀体之间一般都是使用密封的。（4）工艺阀门的阀杆比普通的仪表阀门长，手轮也比普通的仪表阀门大，这种设计，使阀杆和手轮距离阀体比较远，操作起来也比较便捷[4]。

而在溫度比较高，压强相对来说比较大的地方，多采用工艺发来作为仪表阀门使用，工艺阀门最大的优点就是，在设计阀门的时候，考虑了在抗高温和抗高压时所具有的特征，工艺阀门在制造和检验上，已经具有了比较全面的标准体系。所以在使用寿命和强度等某些方面，都比普通仪表阀门要好，所以在给水系统和主蒸汽系统等都都把小型工艺阀门串联起来使用。

3 阀门的配置

因为一次门特殊的工作环境，如果一旦出现问题，只能够停止工作才能够得到处理，影响了机组的正常工作和保护功能的可靠性。因此把靠近测点的一次门常开着，让离测点相对较远的一次门正常工作，保证在较远处的一次门出现问题时，近的一次门能够把工艺介质隔离开，从而能够在不影响正常工作的情况下，对阀门或者仪表进行检查或者更换。

与此相同的，排污门因为经常使用，而且在使用过程中会受到含有杂质的介质冲洗，长时间的冲洗，会使排污门受到严重的磨损，从而导致排污门闭不严或者是其他的一些问题。因此，排污门也应该与一次门一样，靠近测点的排污门常开着，避免遭受到含有杂质的介质冲洗，而离测点较远的排污门进行正常的工作的。这样就能够保证在远的排污门出现问题时，距离测点较近的排污门，能够把工艺介质隔离开，在对测点的正常投运没有影响的前提下，对有问题的排污门，进行检查和更换。但是如果工程造价成本不允许的话，排污门可以不采取这种冗余配置[5]。

4 结束语

因为容量大、参数较高的超临界机组具有很多传统的机组所不具备的优势，即效率高、节约能源、污染小，所以能够满足现今社会的需求，也是我国活力发电机组一直以来的追求。现如今，对于超临界机组热工仪表的导管和阀门在配置上还没有一个全面统一的设计准则，所以在设计超临界机组热工仪表的导管和阀门的配置方案时，一定要按照安全可靠的准则，在满足安全的先要条件下，对管材和阀门进行配置上的优化，从而来降低工程造价。

参考文献

[1]董春，卢伟.超超临界电厂热工仪表导管阀门的设计选型研究[J].电力勘测设计，2013.

[2]赵春玉.350MW超临界机组仪表导管、阀门配置设计[J].内蒙古科技与经济，2014.

[3]侯新建，包一鸣.超超临界机组仪表导管壁厚计算的适用条件[J].电力勘测设计，2014.

[4]张晓华，包一鸣.超超临界机组现场测量仪表及附属设备选型研究[J].华东电力，2010.

[5]国建刚，孙宏，孙冠男，等.超（超）临界锅炉与亚临界锅炉热控设计的区别[J].电站系统工程，2012.