给水泵最小流量阀漏泄问题的分析与处理

姚金成

内蒙古锦联铝材有限公司 内蒙古 通辽029200

引言

发电厂中的主要热力系统有:主蒸汽系统、抽汽系统、给水系统、凝结水系统、循环水系统等。其中的给水系统是将除氧器中的凝结水加压后输送至锅炉,而给水系统中的给水泵是发电厂中电耗最大的转动设备。因锅炉的需水量随机组的负荷及主蒸汽参数改变而随之变化,给水流量的调节则是通过改变给水泵电机的频率或调节偶合器的转速来实现的。当给水泵运行中进入泵体内部的水量不足时,给水在泵体中将产生局部汽化,导致给水泵内部部件汽蚀损坏,给水泵将无法继续运行。

一、最小流量阀概述

给水再循环系统就是一套为保护给水泵在锅炉需水量小于给水泵的最小流量时而开启的一套保护系统,这套保护系统所做的功是一种无用功,所以在正常情况下,如果该系统中的最小流量阀出现内漏,将直接导致给水泵的电耗增加。最小流量阀即是给水再循环系统中的隔离阀门,也是调节阀门。并且是发电厂热力系统中工况最恶劣的设备之一:最小流量阀入口侧的介质压力是给水泵出口压力,出口侧则降为略大于除氧器内部的压力,压力差近15倍以上。阀门即承受高压介质的冲刷,又承受压力降低后汽蚀的冲击,所以对最小流量阀内部的结构、材质提出了更高的要求。

二、电厂中广泛使用的几种最小流量阀

1)工作原理。最小流量阀虽然种类繁杂,外形结构各有不同,但其工作原理与作用大同小异,一是通过阀体中的阀芯隔离系统中的工作介质,二是通过阀体中的减压装置降低阀门出口侧的介质压力。

2)传动方式。最小流量阀在传动方式上主要分为电动、气动两种。在一些小功率机组中也有手动操作的。电动和气动只是传动形式不同,都是通过接受给水流量信号并及时、准确地自动调整最小流量阀的开度,满足给水泵所需的最小给水流量,确保给水泵不受汽蚀损坏。

3)结构形式。常见的最小流量阀按阀门结构形式可分为两种:一种为截止阀,如美国C&V最小流量阀;一种为闸板阀,如日本日立最小流量阀。按减压方式也可分为两种:一种是减压装置安装在密封面以前,既:介质由阀门入口处进入后,先经减压装置减压后,再流经阀门密封面,最后由出口流出。另一种是减压装置安装在密封面以后,即:介质由阀门入口进入后,先经过阀门密封面,再通过减压装置进行减压,最后由出口流出。

三、常用的几种最小流量阀存在的问题

最小流量阀是大容量发电机组中必不可少的一种设备,它的漏泄量大小直接对给水泵单耗产生影响,所以各电厂对此都十分重视。但最小流量阀内漏现象在电厂中较为普遍,主要原因为最小流量阀使用工况恶劣,介质压力高,阀门前后压差大,而且阀门开度又随给水泵的流量变化而变化,尤其在小流量范围内调节时,介质对阀门密封面的冲刷非常严重,所以最小流量阀是电厂各热力系统中最容易发生漏泄的阀门。

给水再循环系统是将给水返回到除氧器的系统,期间必须将给水压力降至略大于除氧器的压力,否则高压水流将对除氧器液位产生大幅扰动,使除氧器液位失真。而完成这个减压任务的是由安装在最小流量阀体内部的一套减压装置来进行的,也正是由于最小流量阀要同时完成减压、调整介质流量及切断介质的任务,所以最小流量阀需要具备非常好的材料性能、调节性能。

经过对最小流量阀的多次拆装、检修,以及对阀门经常出现漏泄的部位的结构进行分析、比较,发现最小流量阀内部结构与其他阀门相比相对复杂。汽蚀、冲涮、内部密封垫片的紧力不足是最小流量阀最容易出现内漏的三个主要形式,如果将最小流量阀的作用、功能进行拆分,上述最小流量阀的缺点将会得到大幅度改进,那么这种新形式再循环系统将会满足电厂的生产需要,对各电厂的经济性都会有一定的提高。

四、再循环系统改造的新构想

新型最小流量阀推翻了原有最小流量阀的结构形式,对最小流量阀内部结构进行了拆分,将最小流量阀中的减压装置从阀门中分离出来,使其成为一个独立部套,并安装于新型最小流量阀入口之前,使其只承担介质降压作用。最小流量阀的作用简化为阀座密封面与阀座为一体设计的高压截止阀,二者共同作用完成最小流量阀的功能。由于新型最小流量阀中的阀座密封面与阀座为一体设计,所以阀门内部不存在除密封面以外其他部位的漏泄。对于阀门密封面来说,因减压装置安装在最小流量阀入口前的管道上,流经最小流量阀的介质变为低压介质,对阀门的冲刷及汽蚀都已经大幅度减轻,阀门成为一台低压截止阀,安全性能、密封性能都将得到了大幅度提高。

新型最小流量阀仅对原有最小流量阀的结构进行了改进与拆分,原理与功能与原最小流量阀相同。它们的主要区别在于:新型最小流量阀对原有最小流量阀中的几个漏泄点做了预防性处理,并对结构做了改进与拆分,提高了阀门的安全性与可靠性。

五、新型最小流量阀的优点

(一)保证最小流量阀的严密性,解决了漏泄问题。

(二)减少设备的维修量和劳动强度。

(三)提高设备的安全运行时间和设备的完好率水平。

(四)降低给水泵单耗。

结语

发电厂给水再循环系统是将给水泵出口多于锅炉需要水量的部分给水再返回除氧器的系统,作用是在锅炉需水量减少时为保证进入给水泵的水量大于给水泵内部发生汽化的最小流量,从而保护给水泵不被汽蚀损坏。本文重点探究了发电厂给水再循环系统中给水泵最小流量阀泄露问题及处理措施,通过对多种最小流量阀的解体检修及对漏泄点的分析,提出一种全新的、具有严密密封性能的、安全可靠的最小流量阀。