珊溪电厂减压阀改造

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)浙江珊溪经济发展有限责任公司 作者:朱芙蓉

  减压阀是一种自动降低管路工作压力的专门装置。它可将阀前管路较高的压力减到所需的合适压力,保护减压阀阀后的其他元件不被高压所破坏,同时保护出口压力的稳定。本文主要介绍改造前减压阀存在的问题和改造后新装置的技术特点、结构、工作原理以及调试。

  珊溪电厂位于浙江省温州市文成县境内的飞云江上,电厂总装机容量200MW,安装4台混流式水轮发电机组,年平均发电量3.55亿kW·h,电厂出线由220kV电压等级接入华东电网,在华东电网中承担调峰、调相和紧急事故备用等作用。全厂设有一条技术供水总管,它主要担负着机组的上导、空冷器、推力轴承、水导、主轴密封、下导及变压器冷却、消防、生活用水等方面的重要任务。为了使它们的压力在正常范围内,这些设备不被高压所破坏,在每台机组的钢管引水总滤过器出水阀后装有一台减压阀装置。而原减压阀采用的是200X型老式组合式减压阀,由于该阀减压效果不好造成出口压力大于机组运行的允许值。现改为ZJY46H—25Q(Ⅳ)DN400型减压阀装置。该减压阀具有高减压比、大流量、进口压力适应能力强、低噪声、使用寿命长等优点。

1、改造前减压阀装置存在的一些问题

  a、减压阀经过近十年运行,故障率明显升高,同时备品备件采购日益困难,严重威胁着机组安全运行。b、由于减压阀采用的时膜片式结构,压力比为2∶1,出口压力随着进口压力的变化、流量的变化而变化;尤其当压力波动较大时,会对阀组造成一定的冲击、对机组造成很大的损伤,膜片容易被恶劣的工况击穿,不利于安全运行。c、反馈系统中的管道与射流泵、控制阀的连结大小不一,需用过渡连结,系统的维护与拆卸不方便。d、双反馈系统的切换较为复杂,要通过四个球阀的切换。e、反冲排污的操作也显得较为复杂,要通过三个球阀的切换。f、反馈系统控制阀的结构复杂,相对滑动零部件的摩擦系数大,影响控制阀的灵敏度。g、主阀的过流面部分出现气蚀。

  基于减压装置存在的以上多种缺陷,电厂技术人员经过讨论研究决定利用每台机组大修的机会,对该装置进行升级改造。

2、改造后的减压装置的技术特点

  a、减压比大:原减压阀的减压比为3∶1,本阀可达到8∶1。b、全活塞式结构,安全可靠性高:主阀和控制阀均为金属活塞式结构,防止了橡胶膜片因老化而可能出现的安全故障。c、调压范围大:本减压阀出口压力可在0.15~1.2MPa范围内任意调节,而珊溪电厂的只需在0.3~0.8MPa。d、过流量大:过流设计具有独特的结构形式,过流面积比同口径的管道大,过流能力完全可以适应设计中已选管道的需要。e、出口压力稳定:由于采用大刚度弹簧加载和射流泵技术,从而保证了不管进口压力和出口流量如何变化,减压阀始终能够保证出口压力的稳定。f、对水质的适应能力强:过流面采用特殊材料和结构,在控制阀上装有排污装置,故减压阀可以适用于任何的水质,不会产生气蚀、磨蚀和堵塞现象。g、可靠性高:由于装有双反馈系统和出口压力自锁定装置,可以保证减压阀在工作状态下相互切换反馈系统,并保证出口压力不超限,以保护阀后设备的安全。h、运行中,减压阀无噪音、无振动、无压力漂移、无卡阻现象。i、使用寿命长:由于主要部件均采用不锈钢材料,主弹簧不与水接触,且无橡胶受力件,使用寿命远远长于前减压阀。j、安装、调试、运行、维护方便。

3、减压阀装置的构成及原理

3.1、减压阀的型号

  珊溪电厂减压装置采用的是ZJY46H—25Q(Ⅳ)DN400型减压阀装置。其中:ZJ—公司专用代号;Y—减压阀;4—法兰连结;6—组合式;H—阀座材料为不锈钢;25—公称压力(MPa);Q—球墨铸铁;Ⅳ—双反馈、可反冲排污、内锁定保护型。

3.2、减压阀的结构

  减压阀的结构如图1所示。该装置为ZJY46H-250Q(Ⅳ)双反馈减压阀,主要由主阀、主用反馈系统和备用反馈系统组成。两个反馈系统呈并联式组合。在减压阀的正常工况下,两套反馈系统可互为切换,互为备用。而备用的反馈系统,可进行拆卸检修。两套反馈系统功能均一样,无主次之分。在工作状态中的反馈系统如发生堵塞,(出口压力下降)可在减压阀的工作状态中进行反馈系统的反向冲洗排污,将污垢排出系统外,使减压阀恢复正常工况。

珊溪电厂减压阀改造

图1 减压阀结构

3.3、减压阀的工作原理及主要辅助功能介绍

3.3.1、减压阀的工作原理

  如图2所示,P1为减压阀的进口压力;P2为减压阀的出口压力;Pt为减压阀主阀的弹簧压力;Pk为减压阀主阀的压力调节腔压力;P't为反馈系统控制阀弹簧压力;Pk'为反馈系统控制阀压力调节腔压力;H为减压阀阀座和节流锥的开启高度(相当于主阀的过流面积)。减压阀正常工况时,Pt=Pk,控制阀Pt'=Pk',此时主阀和控制阀的阀座与节流锥开启高度H和L都是一个定值(即:过流面积一定、过流量一定)。因此,减压阀出口压力相对是一个低压值P2。

珊溪电厂减压阀改造

图2 减压阀工作原理

  在进口压力P1变化时,出口压力P2是不变的,工作原理如下:

  当P1上升时,减压阀的P2+ΔP2首先表现为上升,其值通过反馈系统出口管传到控制阀,使Pt'+ΔPt',ΔPt'与Pk'的力达到新的平衡,控制阀L减小;相应ΔPk'压力增大,经压力导管,使主阀的Pk+ΔPk,Pt=Pk+ΔPk压力达到新的平衡,主阀H减小、ΔP2值恢复为原P2值。当进口压力P1下降时,主阀与控制阀的工况则与上述的工况相反。

  当出口流量Q增大时,减压阀的工况相当于P1下降时的工况。当出口流量Q减小时,减压阀的工况相当于P1上升时的工况。

3.3.2、ZJY46H型减压阀的主要辅助功能介绍

  ZJY46H型减压阀不同于原减压阀之处在于:反馈系统的抗泥沙、反冲排污、反馈系统的切换及出口压力安全锁定功能。

3.3.2.1、反馈系统的反冲排污工作原理

  当控制阀的滤网堵塞超过一定程度时,控制阀进口的压力L升高,导致主阀的PK值升高,导致主阀过流面减小,出口压力P2值减小。此时只要进行反冲排污操作,系统就可恢复正常。如图3所示:首先关闭Fa(由于主活塞下方压力腔被封闭和水的不可压缩性,主阀的过流面积不变,减压阀的P2值仍是一个低压);其次将控制阀下的三通阀旋转90°,将反馈系统的顺向水流关闭,同时排污口打开;在减压阀出口压力的作用下,水流反向,控制阀出口变成进口,水流从滤网内向外,经三通阀排出系统外,同时带走附着在滤网外的杂质;最后按关闭三通阀、打开Fa的顺序操作,反馈系统恢复正常。

珊溪电厂减压阀改造

图3 反馈系统的反冲排污工作原理

3.3.2.2、减压阀的双控制反馈系统

  为保证减压阀的安全可靠性,ZJY46H型减压阀采用双反馈控制系统(如图3所示)。在减压阀工作时互为备用;在工作系统发生故障时,通过切换就可投入备用系统;故障系统可在减压阀的工况下维修,维修完毕,又可作为备用。从而最大限度地保证了减压阀运行的不间断性。工作原理如图3所示:系统A处于工作状态;系统B处于备用状态。系统B的压力导管控制阀处于关闭工况;三通切换阀Fc1、Fc2的通道连通A系统。使A系统关闭、B系统工作的切换时顺序为:关闭Fa,同时旋转Fc1和Fc2至90°;打开Fb。至此,切换完成。

3.3.2.3、减压阀的安全锁定

  如图4所示:减压阀的安全锁定装置是由安全拉杆、双锁定螺母、调节螺杆和活塞组成。在正常工况下,经调整双锁定螺母,使其下面与调节螺杆的上面留有一个合适的间隙h。减压阀正常工作时,安全拉杆为空载,不影响正常工况。当意外Pk的失压,在主弹簧的大刚度压力下节流锥和阀座的开度为最大值时P1、P2压力相等,高压水会破坏用水设备。由于本减压阀装有安全锁定装置,故在出现上述工况时,h自动消失,节流锥和阀座的开度被锁定在一定位置,P2压力不会与P1等压,保护了用水设备的安全。

珊溪电厂减压阀改造

图4 减压阀安全锁定装置

4、减压阀的调试

  a、打开减压阀后出口阀门1/3左右的开度。b、逐渐打开减压阀前进口阀门,同时注意进、出口压力表的变化。c、适当调节主阀调节杆的位置。d、打开排气螺栓,排出空气,再拧紧排气螺栓。e、调节控制阀调节帽,顺时针压力上升逆时针压力下降,调到所需压力,再拧紧调节帽上的锁定螺钉。f、调整主阀锁定杆上的锁定螺母,留一定间隙后紧锁定螺母。g、逐渐全开出口阀门,同时留意出口压力表的变化,其压力值基本不变。

5、结语

  新减压装置的设计原理、结构、设备选型、加工工艺等各方面均比原减压装置有了很大的提高。经过现场调试,改造后的减压装置更为安全、可靠。易于操作、故障率低、维护量小,为珊溪电厂和电网的安全稳定运行奠定了坚实的基础。

  珊溪电厂减压阀改造为真空技术网首发,转载请以链接形式标明本文首发网址。

  http://www.chvacuum.com/tiaojiefa/063532.html

  与 调节阀 减压阀 相关的文章请阅读:

  调节阀http://www.chvacuum.com/tiaojiefa/