CN204201136U - 一种改造后的670mw机组高排通风阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种改造后的670MW机组高排通风阀，包括阀体、阀座、闸板、闸板架和阀杆，其中：阀座固定于阀体内侧两端，每个阀座分别于一个闸板连接，两个闸板固定于同一个闸板架两端，两个闸板成对称结构，且沿闸板架中心线对称分布，闸板架上端固定有阀杆，阀杆上端两侧分别固定有一个托架，且两个托架下端分别连接与其位于同一侧的闸板。本实用新型无需改动原有气动控制机构与逻辑保护程序，节省检修、改造费用，减少工作量；阀杆的锥面、闸板的斜面设计减小了阀门的开启作用力，解决了卡涩、尤其是机组紧急停机时阀门不能及时开启的问题，保证了机组的安全运行。

Description

一种改造后的670MW机组高排通风阀

技术领域

本实用新型涉及一种改造后的670MW机组高排通风阀。

背景技术

高排通风阀的作用：1、在高中压启动方式下，高、低压旁路开启，高排逆止门是关闭的，此时高排通风阀开启及时排走高压缸的少量蒸汽、防止末级叶片的鼓风摩擦，将高压缸的蒸汽引入凝汽器；2、机组跳闸时，阀门打开，在汽机高转速低蒸汽流量的时候，将高压尾部长叶片产生的鼓风摩擦热带走，防止高排超温，同时防止机组超速。

所以高排通风阀能否快速、及时开启，对机组的安全性至关重要。为满足快速开启，阀门一般选择液动或气动控制，比较运行状况，气动因泄露时不会发生火灾相对安全，但气动控制与楔式闸阀不匹配，容易卡涩。同时气动控制因下闸力较小，阀门又容易内漏。选择一种能与气动控制相匹配的大通径闸阀是解决问题的关键。

我厂三期机组为上海汽轮机厂制造的670MW超临界机组,汽轮机型号为N660-24.2/566/566，分别于2006年和2007年投产。机组在高压缸排汽管道、高排逆止门前设有高排通风阀，而高排通风阀的逻辑保护一般是：A：汽机冲转前开启，并网带初始负荷60秒后关闭；B：汽机跳闸后打开。鼓风摩擦产生的热量与汽轮机转速、汽轮内工质的密度及汽机叶片高度等因素有关，转速越高，缸内工质密度越大，高压缸末级叶片由于鼓风摩擦产生的热量就越大，汽轮机冲转过程中或汽轮机跳闸后，汽轮机的进汽量很少，进入汽轮机内的冲转蒸汽不足以带走鼓风磨擦产生的热量，易造成高压缸末级叶片温度升高及高排超温；若及时打开高排通风阀后，可以降低高压缸排汽压力，这样高压缸内工质密度相应降低(高压缸内真空上升)，高排蒸汽焓也降低了，有利于冷却高压缸末级叶片，防止高压缸末级叶片超温。同时高排通风阀还可以作为防止超速的措施。

所以高排通风阀能否快速、及时开启，对机组的安全性至关重要。

为满足快速、及时开启，阀门一般选择液动或气动控制，比较运行状况，气动因泄露时不会发生火灾相对安全，我厂670MW机组选择楔式闸阀配双向气动控制机构，阀门型号为Z661Y-100 DN300。但实际运行状况是阀门经常在需要开启时产生卡涩，严重影响机组的安全运行。分析认为气动控制与楔式闸阀不匹配，容易产生开启卡涩。原因是：双向作用气动控制机构因仪用压缩空气压力一定，其开、关作用力相同，甚至是关闭时作用力大于开启时作用力(阀杆面积受力差)。而闸阀的特性决定其开启作用力必须大于关闭作用力，否则容易卡涩无法开启。同时气动控制因下闸力较小，阀门密封面不严容易产生内漏，又影响机组的经济性。因此选择一种能与气动控制相匹配的大通径闸阀是解决问题的关键。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提出了一种改造后的670MW机组高排通风阀，本装置保证阀门通流通径不变，保留阀门原有气动结构，阀门更换为平行式闸板阀，在各种状况下开关灵活，且阀后温度一直保持常温。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种改造后的670MW机组高排通风阀，包括阀体、阀座、闸板、闸板架和阀杆，其中：阀座固定于阀体内侧两端，每个阀座分别于一个闸板连接，两个闸板固定于同一个闸板架两端，两个闸板成对称结构，且沿闸板架中心线对称分布，闸板架上端固定有阀杆，阀杆上端两侧分别固定有一个托架，且两个托架下端分别连接与其位于同一侧的闸板。

所述闸板架上设置有圆孔，闸板通过圆孔与闸板架之间转动连接，且间隙配合。

所述阀杆连接外部的气动装置。

所述阀杆的顶端呈锥形，且与两侧的闸板接触，闸板的接触面为与阀杆顶端相配合的斜面。

本实用新型的工作原理为：两个闸板之间自然机械连接无弹簧，不存在任何预紧涨力，两个闸板固定在闸板架圆孔中，属间隙配合，具有一定的可转动空间。

阀杆在气动装置驱动向下关闭时，两个闸板因无弹簧涨力，与闸板架因重力顺利进入两阀座之间，当两个闸板关闭到位，阀杆锥面与闸板斜面受力接触，使闸板涨开紧紧贴紧阀体密封面，保证了阀门密封所需的预紧力。

阀杆在气动装置驱动向上开启时，因阀杆与闸板架之间有一段自由空间，此时向上的作用力并未作用在闸板架上，提升力仅需克服阀杆锥面与闸板斜面的静摩擦力，由于接触面积较小，所产生的静摩擦力也较小，锥面也就容易拔出。当阀杆锥面离开闸板后，闸板在介质力横向作用下也随之松开，密封阀门所需预紧力消失，阀杆继续提升至闸板架受力，阀板几乎无摩擦力，阀门顺利开启。

本实用新型的有益效果为：

(1)无需改动原有气动控制机构与逻辑保护程序，节省检修、改造费用，减少工作量；

(2)阀杆的锥面、闸板的斜面设计减小了阀门的开启作用力，解决了卡涩、尤其是机组紧急停机时阀门不能及时开启的问题，保证了机组的安全运行；

(3)锥面无预紧涨力设计保证了阀门的严密，克服了阀门屡检修屡内漏的困难，提高了机组的经济性；

(4)使用平行式闸板阀门，保证阀门通流通径不变，可在各种状况下开关灵活，且阀后温度一直保持常温。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中，1、阀体；2、阀座；3、闸板；4、闸板架；5、阀杆；6、托架。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

高排通风阀是机组重要的保护性阀门之一，阀门改造需论证，不能轻易变动。阀门如需改造，必须列入重大技改项目且由他们来组织实施，估计改造费用不菲。我厂又到同容量机组的电厂进行了考察学习，发现多数机组高排通风阀是隔离电动门与调整门串联，机组启动前隔离电动门提前开启，调整门参与逻辑保护，机组跳闸，隔离电动门与调整门同时动作，即其安装型式并不是统一的，电动隔离门也可以满足保护逻辑快速动作需求(电动阀门的开启时间一般大于30秒)。这是基于阀门开启10秒钟，其开度为1/3时通流面积就足以排放高排蒸汽这一前提。因此我们认为，只要设计的阀门全程开关时间不大于10秒，就可以进行改造。

针对阀门内漏、卡涩的原因，一般分析认为：为保证阀门的快速动作和运行安全，必须采用气动控制机构。但如果采用传统的楔式闸阀，如此大通径阀门与所需的气动装置不匹配：若采用气缸双作用式，开与关推力相等，不能保证顺利开启；若采用气缸单作用式，即气动关闭，弹簧弹力开启，则为克服弹簧弹力所需的气动装置外形及体积较大，价格较贵，且气缸关闭向下的作用力需先克服弹簧向上的作用力，下闸力变小不能保证阀门严密。

兼顾各种环节，设计了一种适合低压力介质平行式闸板阀门：保留阀门原有气动结构，阀门更换为平行式闸板阀，考虑到高压缸排汽压力较低(低负荷时不足2.5MP)，不适合平行式闸板阀的密封等情况，对阀门结构设计如图1所示：

一种改造后的670MW机组高排通风阀，包括阀体1、阀座2、闸板3、闸板架4和阀杆5，其中：阀座5固定于阀体1内侧两端，每个阀座2分别于一个闸板3连接，两个闸板3固定于同一个闸板架4两端，两个闸板3成对称结构，且沿闸板架4中心线对称分布，闸板架4上端固定有阀杆5，阀杆5上端两侧分别固定有一个托架6，且两个托架6下端分别连接与其位于同一侧的闸板3。

闸板架4上设置有圆孔，闸板3通过圆孔与闸板架4之间转动连接，且间隙配合。

阀杆5连接外部的气动装置。

阀杆5的顶端呈锥形，且与两侧的闸板3接触，闸板3的接触面为与阀杆5顶端相配合的斜面。

其工作原理为：两个闸板3之间自然机械连接无弹簧，不存在任何预紧涨力，两个闸板3固定在闸板架4圆孔中，属间隙配合，具有一定的可转动空间。

阀杆5在气动装置驱动向下关闭时，两个闸板3因无弹簧涨力，与闸板架4因重力顺利进入两阀座2之间，当两个闸板3关闭到位，阀杆5锥面与闸板3斜面受力接触，使闸板3涨开紧紧贴紧阀体密封面，保证了阀门密封所需的预紧力。

阀杆5在气动装置驱动向上开启时，因阀杆5与闸板架4之间有一段自由空间，此时向上的作用力并未作用在闸板架4上，提升力仅需克服阀杆5锥面与闸板3斜面的静摩擦力，由于接触面积较小，所产生的静摩擦力也较小，锥面也就容易拔出。当阀杆5锥面离开闸板后，闸板在介质力横向作用下也随之松开，密封阀门所需预紧力消失，阀杆5继续提升至闸板架4受力，阀板5几乎无摩擦力，阀门顺利开启。

2013年5月#5机大修，阀门按设计方案进行了改造更换，阀门通流通径不变，保留原气动控制机构，重新设计、加工了阀杆与气动控制连接件。阀门投入运行后，各种状况下开关灵活，且阀后温度一直保持常温，阀门改造成功。2014年6月#6机大修，同样方案对阀门进行了更换，效果相同。

阀门的设计保留了原气动控制机构，也就保留了所有控仪逻辑保护程序，节省了检修费用，减少了控制及仪表工作人员工作量体现了高效低费检修；阀瓣总成的锥面、斜面设计减小了阀门的开启作用力，解决了卡涩、尤其是机组紧急停机时阀门不能及时开启的问题，保证了机组的安全运行；锥面无预紧涨力设计保证了阀门的严密，克服了阀门屡检修屡内漏的困难，提高了机组的经济性。

高排通风阀的更换是平行式双闸板阀安装于低压管道系统中的一次成功尝试。这种结构的阀门因密封面(线)在关闭时可以自动调整、同时因无楔度在检修时可以不考虑研磨厚度的优点被广泛应用于高压介质系统，其密封必须满足闸板两侧高压差这一条件，即高压侧闸板产生巨大推力，将低压侧闸板推向阀座密封面形成严密密封。若闸板两侧压差小，则会因推力不够导致阀门内漏，所以此结构阀门不适合安装于低压介质系统。本次改造，高排压力最低仅有2.5MP，如此压差采用此种方式改造是一种成功的尝试，积累了经验和实例。结合三期670MW机组大修现状，如汽泵入口电动门、凝结水母管系统阀门等，阀门通径较大，但普遍采用弹性楔式单闸板，检修研磨难度较大。同时各阀门因冲刷和老化等原因很快进入更换周期，完全可以以此为先例，论证更换这种结构的阀门，以杜绝阀门内漏和减轻检修工作量。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (4)

1.一种改造后的670MW机组高排通风阀，其特征是：包括阀体、阀座、闸板、闸板架和阀杆，其中：阀座固定于阀体内侧两端，每个阀座分别于一个闸板连接，两个闸板固定于同一个闸板架两端，两个闸板成对称结构，且沿闸板架中心线对称分布，闸板架上端固定有阀杆，阀杆上端两侧分别固定有一个托架，且两个托架下端分别连接与其位于同一侧的闸板。

2.如权利要求1所述的一种改造后的670MW机组高排通风阀，其特征是：所述闸板架上设置有圆孔，闸板通过圆孔与闸板架之间转动连接，且间隙配合。

3.如权利要求1所述的一种改造后的670MW机组高排通风阀，其特征是：所述阀杆连接外部的气动装置。

4.如权利要求1所述的一种改造后的670MW机组高排通风阀，其特征是：所述阀杆的顶端呈锥形，且与两侧的闸板接触，闸板的接触面为与阀杆顶端相配合的斜面。