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1、电厂常用阀门简介,第四节 电站阀门概论,河南电力技师学院高级讲师 孙建勋,一、阀门的重要性,在各类管网系统中，阀门有“咽喉”之称。由于阀门性能和质量问题造成的泄漏、停产、重大事故，给工业生产的正常运行、人身安全、财产等带来了不可估量的损失。据有关资料统计，每年世界上引起的重大生产事故中1/3是由于阀门质量事故所造成的。,具体到电力行业，电站阀门是与电站主辅机设备和系统紧密关联、相互依存而又不能为通用阀门所取代的特殊阀门。 虽然是辅助部件，但在电力建设中的地位还是非常重要的，选择不当也会对电力系统的安全性、可靠性带来负面影响，由于阀门不能正常工作带来的经济损失也是相当可观的 。,二、电站阀门的特
2、殊性,“电站阀门”也称电站专用阀门，主要适用于火力电站各种系统的管路上，切断或接通管路介质，适用水、蒸汽、油等非腐蚀性介质。 电站高温高压部分的阀门与其他阀门产品相比由于大量的阀门工作在恶劣的工况下，如电站中的高温高压阀、核电站中某些阀门控制放射性流体等，对阀门材料要求严格，要求能够承受高温高压，有更高的安全性、可靠性，以及特殊的密封性能、工艺技术性能，而在生产和设计中历来存在较大难度；对制造企业来说，电站阀门具有批量小、规格型式多、制造难度大等特点。,三、高工作参数、高技术含量阀门分布,大型火电发电机组配套阀门以其所在部位和功能不同，其品种结构、型号规格多种多样，按照结构形式可分为闸阀、截止
3、阀、止回阀、蝶阀、安全阀、调节阀等等，品种繁多。 火力发电站中高工作参数、高技术含量的阀门主要分布在四大管路系统中，即主蒸汽管道、主给水管道、再热蒸汽（冷段、热段）管道、汽机各段抽汽管道，另外一个是高低压旁路系统管道。,四、电站阀门面临的技术问题,1、控制问题（决定阀门动作的可靠性） 主汽阀和再热汽阀的控制系统故障是汽轮机五大事故（汽轮机叶片断裂、汽轮机振动、主汽阀和再热汽阀的控制系统故障、以及润滑油系统失火、汽轮机超速）之一，主要表现在阀门开度与设计不符。包括传动机构失灵、行程超前、滞后。这些影响到阀门的强度和振动。阀门的开度控制直接影响到汽机的工作状况。因此受到高度重视，已成为研究的核心问
4、题之一。,2、强度问题（应满足寿命、刚性要求）,（1）对于频繁启动的机组，设计过程中有必要考虑低周疲劳寿命设计，使设计工况与运行工况相一致，以达到延长寿命的目的。 （2）由于执行机构行程控制的不准确性，阀芯对阀座产生冲击载荷。曾有电厂曾经出现过阀座碎裂，裂块被冲进汽机，造成汽轮机出力急剧下降，转子严重受损的故障。 （3）另外，高压阀门气蚀现象、阀体的原始铸造缺陷、阀体出现裂纹后的寿命分析与预测等课题都值得进一步研究。,3、振动问题,阀门开度变化、执行机构的动态性能不佳和阀体存在泄漏，都是产生振动的原因。振动对阀门本身伤害很小，但对整个机组影响很大。 通过对阀门开度变化和对由泄漏所产生的激振力做
5、系统的研究，合理的设计阀门开闭行程，可以减小蒸汽振荡的几率。,4、泄漏问题（内漏和外漏）,泄漏不仅是产生振动的原因，而且外漏还会造成污染，内漏还会造成能量损失。 解决泄漏问题，在一定程度上可以避免系统发生振动，同时也可延长设备的寿命，提高效率。 超临界机组的高压阀门寿命有时很短，启动几次就要更换填料（对这些阀门必须留有维修人员能进入的空间，对露天电站还必须在易损高压阀门处搭建小屋，以便在天气恶劣条件下，维修人员能方便工作），研究新的密封填料或设计新的有效密封形式，对于延长这类高压阀门的寿命，提高运行可靠性是必须的。,四、火电厂高端阀门,1、什么是高端阀门？ 根据目前国内投运机组实际情况来看，符
6、合以下条件之一的阀门均可纳入高端阀门： (1)流动介质参数按汽水标准压力16MPa、温度530的阀门。亚临界、超临界、超超临界机组主要汽水系统的绝大部分阀门均属于该类高端阀门。 (2)超临界、超超临界机组管材TP91、TP92相同材质的阀门； (3)功能精度、稳定性、严密性要满足机组高度自动化控制的要求的阀门。如汽水系统各种调节阀，燃油点火系统中配合点火的快关阀，吹扫阀等。,(4)对机组的安全性、经济性、可靠性要求很高的阀门。如：汽轮机的抽汽逆止阀、各种安全门等，还有一些调节动作频繁，还要保持严密不漏，以满足电厂节能降耗的需要，如疏水阀门，放水阀门等。 (5)其他有特殊功能要求的阀门，如给水三
7、通阀、输灰系统阀门，既要耐磨，又要严密等。,2、我国大量进口高端阀门,目前为止，大型电站亚临界、超临界、超超临界机组的主、辅机设备已基本实现了国产化，其中包括1000 MW超超临界机组的重要主辅设备。 但阀门制造行业却没有跟上电站装备的发展，大部分国产高端阀门还处在技术较落后、可靠性较差、功能不强的水平，需要投入较大的调试人力和维修时间。而且国内阀门制造企业不断分化、不断重组，所以至今国内还没有形成公认的国产优质高端阀门品牌。这是目前国内高端电站阀门存在的主要问题。,中国电力企业联合会科技服务中心对全国亚临界参数以上机组电站高端阀门的使用情况研究成果,进口的高端阀门主要用于重要的汽水系统以及对
8、机组运行的安全性、经济性、可靠性要求较高的系统中。如给水系统，主蒸汽、再热蒸汽疏水系统，抽汽系统，凝结水系统，锅炉汽水系统等。 到目前为止，国内已投产的300MW亚临界机组、600MW亚临界、超临界、超超临界机组以及1000MW超超临界机组仍需要使用大量的进口高端阀门，特别是重要的调节阀门、安全门。,资料1：600MW超临界、1000MW超超临界机组进口阀门情况订货清单,资料来源：中国电力企业联合会科技服务中心,通过对近期600MW等级机组招投标所签的合同总体情况来看，一台600MW亚临界机组进口阀门约150台左右，费用约为2400万元左右。 600MW超临界、1000MW超超临界机组进口阀门
9、约为500台左右，汽机约260台，锅炉约240台。其中随锅炉主机配套进口阀门所需费用约为2000万元左右，随汽轮机配套进口阀门约为800万元左右，属电力设计院负责范围的约为900万元左右，随其他辅助设备配套的约为300万元左右，合计每台600MW超临界机组进口阀门费用约4000万元左右。,从在用阀门调研数据表中来看，国产阀门占调研在用阀门的308，使用在中、低压及公用系统；工况条件较为宽松；制造技术、工艺要求不高；小口径；且为常规尺寸和通用类型的阀门；其它的高端阀门以进口知名品牌为主，占在用阀门的692。 总体上锅炉进口阀门质量比较可靠，运行安全。没有因阀门的质量造成运行中发生问题。锅炉国产阀
10、门由于使用量不大，整体质量评价不如进口阀门。主要表现在加工质量粗糙，密封性能稍差。从电厂运行安全角度和故障经济损失角度看国产阀门一般还很难使用户信任而在关键系统中得到大量应用。,资料2：600MW 超临界机组四大管道系统进口阀门数目（套）,按口径分：口径在50mm 以下的主要是抽汽管道、主汽及再热系统疏水阀，占四分之一左右，其他均为大口径的主管道用阀； 按系统分：高、低压旁路装置各1台套；给水泵最小流量装置共3台套；抽汽系统25台套；主给水系统12台套；主汽及再热系统21台套；其他27台套； 按阀类分：闸阀19台套、截止阀3台套、止回阀14台套、高加三通阀3台套、疏水阀32台套、调节阀30台套
11、。,资料3：中国动力工程学会主办： 600/1000 MW超超临界机组技术交流2009年会会议报道,未来的五年内，中国将有近百台超临界和超超临界煤电机组投入运行。 目前超超临界机组仍须由国外厂商进行性能设计，国内制造企业尚未完全掌握超超临界机组设计核心技术；超超临界机组用高温高强度材料国产化研制和应用性能研究工作薄弱，超超临界机组600等级新型耐热钢尚未实现国产化，辅机及配套阀门等大型铸锻件目前还依赖进口，价格居高不下和货源紧缺制约超超临界机组发展。,超超临界机组阀门国产化，我们大有可为！,3、超超临界机组时代阀门选型至关重要,今天在我国超超临界机组时代，对机组使用的阀门材料提出了更高的要求。
12、 2004年之前曾有近一半的超临界机组工程把碳钢阀门焊在合金钢管道系统中，是有问题的。如果形成事实它会给电力系统造成不可估量的损失，也是电力建设史上一个悲剧。 如今，掌握1000MW超超临界火电机组用阀门设计制造技术就是领先一步！,阀门的可靠性差直接影响了机组的稳定运行,某600MW超临界机组启动调试工作中频繁的阀门故障使得调试工作极不顺利。 锅炉启动分离器水位调节阀（美国COPES）频繁卡涩，其结构特点根本就无法适应锅炉湿态运行时大量疏水的恶劣运行工况； 一抽至六抽电动闸阀（意大利FASSANI）的盘根支撑环与丝杆的材质与配合间隙设计不合理，连续出现阀门卡涩、丝杆损坏、格兰漏汽等一系列问题； 凝结水主调阀（美国COPES）振动，除氧器补水无法正常投入自动； 主汽门、再热主汽门、再热调节门的EH油系统的快速卸载阀“O”型圈经常损坏，运行中多次发生主汽门、调门自动关闭的异常情况。,五、河南通海流体设备有限公司,公司是300MW火电机组用中国第一台主蒸汽闸阀设计制造厂家； 600MW火电机组用中国第一台主给水闸阀设计制造厂家； 中国第一台1000MW火电机组用高温、高压整体锻钢闸阀设计制造厂家； 国内目前唯一掌握1000MW超超临界火电机组用阀门设计制造技术厂家； 国内唯一能够提供火电行业高参数吹管阀、水压试验阀、抽汽调节阀、高加旁通阀全套系列产品的厂家。,向贵公司 表示敬意！,