汽輪機(jī)高壓主汽閥和高壓調(diào)節(jié)閥概述

汽輪機(jī)高壓主汽閥和高壓調(diào)節(jié)閥概述1、概述主汽閥位于調(diào)節(jié)汽閥前面的主蒸汽管道上。從鍋爐來的主蒸汽，首先必須經(jīng)過主汽閥，才能進(jìn)入汽輪機(jī)。對于汽輪機(jī)來說，主汽閥是主蒸汽的總閘門。主汽閥打開，汽輪機(jī)就有了汽源，有了驅(qū)動(dòng)力；主汽閥關(guān)閉，汽輪機(jī)就切斷了汽源，失去了驅(qū)動(dòng)力。汽輪機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，主汽閥全開；汽輪機(jī)停機(jī)時(shí)，主汽閥關(guān)閉。主汽閥的主要功能有兩點(diǎn)：一是當(dāng)汽輪機(jī)需要緊急停機(jī)時(shí)，主汽閥應(yīng)當(dāng)能夠快速關(guān)閉，切斷汽源。二是在啟動(dòng)過程中控制進(jìn)入汽缸的蒸汽流量。主汽閥的關(guān)閉速度主要由其控制系統(tǒng)的性能所決定。對于600MW等級(jí)的汽輪機(jī)組，要求主汽閥完成關(guān)閉動(dòng)作的時(shí)間小于0.2秒。本機(jī)組主汽門關(guān)閉時(shí)間小于0.15秒，延遲時(shí)間小于0.1秒。主汽閥在工作中承受高溫、高壓。為了在高溫、高壓條件下可靠的工作，其構(gòu)件必須采用熱強(qiáng)鋼，閥殼也做得比較厚。為了避免產(chǎn)生太大的熱應(yīng)力，閥殼各處厚度應(yīng)均勻，閥殼外壁面必須予以良好的保溫，閥腔內(nèi)應(yīng)采取良好的疏水措施，并在運(yùn)行時(shí)注意疏水通道的暢通。在啟動(dòng)、負(fù)荷變化或停機(jī)過程中，應(yīng)注意主汽閥部件金屬表面避免發(fā)生熱沖擊，以免金屬表面產(chǎn)生熱應(yīng)力疲勞裂紋。急劇的溫度變化，對主汽閥上螺栓的危害是很嚴(yán)重的。這些螺栓在高溫環(huán)境中承受著極大的拉伸應(yīng)力，會(huì)產(chǎn)生緩慢的蠕變，其材料隨之逐漸硬化、韌性降低；溫度急劇變化所產(chǎn)生的熱交變應(yīng)力，將會(huì)使其產(chǎn)生熱疲勞裂紋。螺栓工作的時(shí)間越長，蠕變就越大，材料就越脆，就越容易在熱交變應(yīng)力的作用下螺栓產(chǎn)生裂紋，甚至斷裂。溫度的急劇變化，將使閥蓋與閥殼之間產(chǎn)生明顯的膨脹差，致使螺栓的受力面傾斜，螺栓發(fā)生彎曲，從而在已承受極大拉伸應(yīng)力的螺栓上又增加了彎應(yīng)力。溫度的急劇變化，還造成閥蓋內(nèi)外表面很大溫差，閥蓋產(chǎn)生凹凸變化，又增加了螺栓的彎應(yīng)力。這種交變的熱應(yīng)力和彎應(yīng)力，將導(dǎo)致螺栓很快產(chǎn)生裂紋，甚至折斷。因此，對螺栓應(yīng)當(dāng)有計(jì)劃地進(jìn)行檢查。閥桿在工作過程中，將承受很大的沖擊力，閥桿應(yīng)選用沖擊韌性良好的熱強(qiáng)鋼，而且其截面尺寸的選取應(yīng)保證能承受這種沖擊力，應(yīng)避免閥桿截面尺寸的突變，盡量避免應(yīng)力集中。由于密封的要求，閥桿與閥套之間的間隙比較小，因此要求閥桿、套筒配合表面平直，并予以硬化處理或涂、敷耐磨金屬層，還要注意防腐，以保證其光滑耐磨。2、高壓主汽閥結(jié)構(gòu)高壓主汽閥位于汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥前的主蒸汽管道上，每個(gè)高壓主汽閥有一個(gè)進(jìn)汽口和一個(gè)連接到調(diào)節(jié)閥腔室的出汽口。圖2—18為高壓主汽門示意圖

圖2—18高壓主汽門示意圖1.閥蓋2.閥殼3.閥蝶4.閥座5.套筒6.密封7.閥桿8.執(zhí)行機(jī)構(gòu)9.濾網(wǎng)10.閥腔高壓主汽閥閥為立式結(jié)構(gòu)，主要包括閥殼、閥座、閥蝶（其中1號(hào)高壓主汽閥閥碟內(nèi)裝有預(yù)啟閥），閥桿、閥桿套筒、閥蓋、蒸汽濾網(wǎng)等部件。閥門各部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：該主汽閥為單座球形閥，1號(hào)高壓主汽閥閥蝶上鉆有通孔，閥桿端部從孔中穿過。預(yù)啟閥置于閥桿的端部，并采用螺紋、定位銷與閥桿連成一體。預(yù)啟閥與主閥蝶的密封面呈圓錐型，并經(jīng)過淬硬處理，主閥蝶與閥座的密封面也經(jīng)過硬化處理。1）主閥蝶開啟時(shí)，由閥桿上的凸肩推動(dòng)向上移動(dòng)，關(guān)閉時(shí)由預(yù)啟閥向下壓緊。為了防止閥蝶的轉(zhuǎn)動(dòng)，在閥蝶的內(nèi)孔兩側(cè)開有導(dǎo)向槽，而一個(gè)橫穿閥桿的銷子兩端則嵌入該槽內(nèi)。2）閥蝶與閥蓋之間有一定的自由度，這樣既為閥蝶之間的上下移動(dòng)起導(dǎo)向作用，又能使閥蝶在閥座上找中。3）主閥蝶下游的閥座成擴(kuò)展形狀，做為主閥蝶下游的擴(kuò)壓段，以便使流過閥座蒸汽的流速轉(zhuǎn)化為壓力能，提高蒸汽的做功能力。4）不帶預(yù)啟閥的閥蝶則通過閥桿的凸尖與閥桿端部的螺母（另加定位銷）直接緊密地連成一體。主汽閥開啟時(shí)用油動(dòng)機(jī)推動(dòng)，關(guān)閉時(shí)由彈簧壓下。因?yàn)楸緳C(jī)組4只高壓調(diào)節(jié)閥共用一個(gè)蒸汽室，而且與高壓主汽閥焊接在一起，每只高壓主汽閥座前后都有疏水，所以根據(jù)高壓主汽閥與高壓調(diào)節(jié)閥布置結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，1號(hào)高壓主汽閥預(yù)啟閥開啟時(shí)，進(jìn)入的少量蒸汽可以對高壓調(diào)節(jié)閥閥殼及高壓導(dǎo)汽管進(jìn)行預(yù)熱，2號(hào)高壓主汽閥閥座后疏水同時(shí)開啟，可以暖到2號(hào)高壓主汽閥閥蝶下游，以減少啟動(dòng)時(shí)的熱應(yīng)力，也可以減小2號(hào)高壓主汽閥前后的壓差，便于2號(hào)高壓主汽閥的開啟，預(yù)啟閥對2號(hào)高壓主汽閥同時(shí)有效，所以2號(hào)高壓主汽閥就不設(shè)預(yù)啟閥了，以簡化結(jié)構(gòu)。在蒸汽室均裝有溫度測點(diǎn)，以確定暖閥的情況。3、高壓主汽閥材質(zhì)我公司機(jī)組高壓主汽閥為進(jìn)口件，由日立公司制造。材料牌號(hào)為改良型ZGlCrllMoNbVN,抗拉強(qiáng)度680—850N/mm2,屈服強(qiáng)度三520N/mm2,使用溫度600℃,內(nèi)徑279mm，閥桿材質(zhì)KT5301ES20。高壓調(diào)節(jié)閥1、概述調(diào)節(jié)閥的工作條件與主汽閥基本相同，因此在設(shè)計(jì)或選用調(diào)節(jié)閥及其部件時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)與主汽閥的基本相同。然而，調(diào)節(jié)閥的功能與主汽閥有較大區(qū)別。調(diào)節(jié)閥的功能是通過改變閥門開度來控制汽輪機(jī)的進(jìn)汽量。在汽輪發(fā)電機(jī)組帶負(fù)荷之前，調(diào)節(jié)閥不同的開度（在蒸汽參數(shù)不變的情況下）對應(yīng)不同的轉(zhuǎn)速，開度大則進(jìn)汽量大，相應(yīng)的轉(zhuǎn)速高；在汽輪發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)帶負(fù)荷之后，調(diào)節(jié)閥不同的開度（在蒸汽參數(shù)不變的情況下）應(yīng)對不同的負(fù)荷，即開度大發(fā)出的功率也大。調(diào)節(jié)閥在部分開度的情況下，蒸汽將發(fā)生節(jié)流的現(xiàn)象，造成蒸汽在不作功的情況下的熵增，損失一部分的能量，做功能力降低。因此，在汽輪機(jī)的配汽設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使調(diào)節(jié)閥在正常運(yùn)行時(shí)處于全開狀態(tài)。汽輪機(jī)功率的調(diào)節(jié)是通過改變高壓調(diào)節(jié)汽閥的開啟個(gè)數(shù)及開度，進(jìn)而改變汽輪機(jī)的進(jìn)汽量實(shí)現(xiàn)的，調(diào)節(jié)閥由執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，是調(diào)節(jié)系統(tǒng)的終端元件。本機(jī)組有4個(gè)高壓調(diào)節(jié)閥，根據(jù)不同運(yùn)行方式的要求，可實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)的復(fù)合配汽方式，在低負(fù)荷時(shí)，采用噴嘴調(diào)節(jié)方式，而在高負(fù)荷段實(shí)現(xiàn)節(jié)流調(diào)節(jié)方式。對于600MW等級(jí)的汽輪機(jī)組，要求調(diào)節(jié)閥完成關(guān)閉動(dòng)作的時(shí)間小于0.5秒。本機(jī)組主汽門關(guān)閉時(shí)間小于0.2秒，延遲時(shí)間小于0.1秒。2、高壓調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)高壓調(diào)節(jié)閥本體的結(jié)構(gòu)主要有以下部分組成（見圖2—19）。由閥殼、閥蓋（以及緊固件及密封件）、閥桿套筒（密封、定位、對中、防振）、閥桿、閥蝶、閥蝶套筒（導(dǎo)向、對中）閥座（其喉部下游有擴(kuò)壓管）、操縱座等。調(diào)節(jié)閥各主要部件的配合特性如下：閥座與閥殼之間采用過盈配合，并用銷子固定，以防止閥座轉(zhuǎn)動(dòng)。閥座喉部下游有一擴(kuò)壓段能夠回收一部分動(dòng)能，減少流動(dòng)損失。閥桿與閥芯做成一體，閥芯的頭部（即與閥座配合部位）為球形面，閥芯與閥座的接觸面處，二者均鑲有司太立合金，以提高閥門的

耐磨性、嚴(yán)密性。閥芯與閥桿均設(shè)有套筒。閥芯、閥桿套筒與閥罩之間設(shè)有疊片式阻汽片，該阻汽片能夠游動(dòng)，可以自動(dòng)找中，其間隙見圖該調(diào)節(jié)閥設(shè)有兩處閥桿漏汽孔，它們與汽輪機(jī)的軸封系統(tǒng)相連圖2—19高壓調(diào)節(jié)閥示意圖1.閥桿