側裝給水泵汽輪機切換閥

　　介紹了鍋爐給水泵汽輪機工作汽源與備用汽源切換的原理，分析了鍋爐給水泵汽輪機系統用側裝形式切換閥的結構特點(diǎn)及使用功能。

1、概述

　　汽輪機做完功的蒸汽與通過(guò)凝汽器的冷卻水進(jìn)行熱交換后凝結成水，通過(guò)給水泵送至鍋爐。給水泵驅動(dòng)方式有電動(dòng)、汽動(dòng)，目前多采用汽動(dòng)，即給水泵汽輪機驅動(dòng)。

2、工作原理

　　給水泵汽輪機有兩路供汽的汽源，一路為工作汽源，從主機四段進(jìn)行抽汽，另一路為備用汽源，從再熱冷段抽汽。目前給水泵汽輪機工作汽源與備用汽源之間的切換方式多采用外切換(圖1) 。

圖1 給水泵汽輪機進(jìn)汽系統

　　正常工作時(shí)，鍋爐給水泵汽輪機的汽源為四抽蒸汽。當主機負荷降到約40% 額定負荷(定壓) 或30%額定負荷(滑壓) 以下，并且調節閥開(kāi)度大于95%。低壓蒸汽流量仍不能滿(mǎn)足給水泵的功率要求時(shí)，切換閥打開(kāi)，將再熱器冷段蒸汽引入小汽機。此時(shí)，四抽管道上的抽汽逆止閥門(mén)自動(dòng)關(guān)閉(再熱冷段壓力高于四抽壓力) ，汽源由主機四段抽汽切換至再熱器冷段蒸汽。反之，當主機負荷升至40% 額定負荷(定壓) 或30% 額定負荷(滑壓) 時(shí)，關(guān)閉切換閥，低壓進(jìn)汽管道上的逆止閥門(mén)自動(dòng)打開(kāi)，主機四段抽汽通過(guò)主汽閥、調節閥，然后進(jìn)入噴嘴。此時(shí)，真空技術(shù)網(wǎng)（http://likelearn.cn/）認為汽源由再熱器冷段蒸汽切換至主機四段抽汽。

　　切換閥工質(zhì)為再熱冷段蒸汽，因此該閥的設計溫度/設計壓力參考再熱冷段蒸汽參數即可。根據管道布置的不同，該閥有角式、直通兩種形式。根據用戶(hù)油源的不同，閥門(mén)( 驅動(dòng)裝置) 有頂裝式、側裝式兩種。該閥要求具有動(dòng)作可靠、快關(guān)和調節等功能，驅動(dòng)方式一般為液壓驅動(dòng)。本文主要介紹一種側裝形式的切換閥(圖2) 。

圖2 執行機構側裝的切換閥

3、結構特點(diǎn)

　　3.1、閥體

　　閥門(mén)本體為平衡籠式結構，不平衡力小。閥體流道呈S 流線(xiàn)型(圖3) ，流態(tài)好，壓力損失小。閥芯上裝有碳纖維密封環(huán)，有效提高了泄漏量等級，泄漏量等級為ANSI B16.104 Ⅳ級。閥座采用直壓式無(wú)螺紋連接，拆裝和維修快捷方便。

圖3 閥體

　　3.2、側裝執行機構

　　油源為透平油，透平油不抗燃，若采取頂裝形式，一旦漏油，會(huì )直接漏到管道上，易引發(fā)火災，存在很大的安全隱患，因此執行機構采用側裝形式。另外，因為透平油壓力低，而閥門(mén)的工作壓力又較高，如果采用頂裝結構，油缸需設計的很大。將油缸設置在側面，通過(guò)杠桿增力可有效的減小油缸直徑，這也是執行機構采用側裝的又一原因。

　　切換閥為油開(kāi)，彈簧關(guān)，執行機構的設計上將油缸與彈簧進(jìn)行了分體設計。油缸尺寸小，結構簡(jiǎn)單，并且上裝式的彈簧拆裝更為方便。彈簧設計上應注意該閥為調節閥，彈簧剛度盡量小�？紤]到安全，彈簧裝置為2 根彈簧，即使1 根彈簧斷裂，另外1 根也可保證閥門(mén)關(guān)閉。因管道蒸汽溫度較高，最高可達400℃左右，執行機構支架設計應注意執行機構連接處盡量遠離閥體，一般需要保證執行機構連接處溫度不超過(guò)60℃�；瑝K與支架間有很長(cháng)的導向面，這種結構可以保證閥桿升降過(guò)程中不擺動(dòng)。

4、功能實(shí)現

　　4.1、切換

　　切換閥控制給水泵汽輪機工作汽源與備用汽源間的切換。

　　4.2、調節

　　通過(guò)執行機構控制閥門(mén)的開(kāi)度，以此來(lái)調節主機再熱冷段進(jìn)入給水泵汽輪機的蒸汽流量，實(shí)現與小汽機轉速的相互匹配( 2.8 ～6kr /min) ，以達到調節給水泵汽輪機功率的目的。

　　4.3、快關(guān)

　　以某機型為例，當相關(guān)任一信號到達以下數值時(shí)，都會(huì )引起跳機，自然此時(shí)切換閥需要快速關(guān)閉。切換閥從接到快關(guān)指令到閥門(mén)全關(guān)時(shí)間一般<0.25s。

　　(1) 汽輪機轉子轉速超過(guò)最高工作轉速達到5.25kr /min。

　　(2) 汽輪機轉子軸向位移超過(guò)±1.2mm。

　　(3) 當潤滑油油壓降低至0.23MPa(g) 。

　　(4) 推力軸承回油溫度高于80℃。

　　(5) 任一軸承金屬瓦溫度高于107℃。

　　(6) 后汽缸排汽壓力升至65kPa(a) 。

　　(7) 后汽缸排汽溫度超過(guò)181℃。

　　(8) 軸振動(dòng)( 相對軸承座) 的峰- 峰值大于0.125mm。

　　以上數值會(huì )因為機型改變數值發(fā)生改變。

5、結語(yǔ)

　　給水泵汽輪機系統對切換閥的安全性、調節性及可靠性要求很高。真空技術(shù)網(wǎng)（http://likelearn.cn/）認為在設計、制造過(guò)程中應分析和比較具體的管路系統及其現場(chǎng)工況條件，結合閥門(mén)的強度、材料、工藝及裝配等因素，使產(chǎn)品能夠達到滿(mǎn)足工況條件的最佳性能。

參考文獻

　　[1] 何崇杰，劉永江，王富美. 給水泵汽輪機汽源切換方式的比較[J]. 電站系統工程，1997，(5) ，29 - 32.