新聞中心
詳細內容
您的位置:新聞中心 > 行業新聞 >

高溫高壓電站平板閘閥的設計

時間: 2014-10-07 【字體:

 一、     序言

    現行600MW超臨界機組主汽參數已達242MPa、溫度538566,1000MW超超臨界機組主汽參數已達31Mpa、593,主給水系統壓力則更高。如此高參數自然對與之配套的電站閥門提出更高參數、更高可靠性的要求。閘閥以其承壓高、工作溫度高、雙向密封、口徑大、規格范圍寬、密封可靠等一系列優點在這類機組得到廣泛的應用。

    這類閥門在火力發電站一般用于主蒸汽截止和隔離、主給水泵隔離、高壓加熱器隔離、汽輪機疏水系統等關鍵管線,控制高溫高壓汽水介質的有效切斷或開啟,其承壓性能、密封性能、動作性能、使用壽命、維修周期等直接影響機組的可靠性、安全性,一旦發生故障,常常造成重大事故,嚴重威脅機組的安全運行。因為閥門故障的停機事故幾乎每家電廠都曾發生。

、產品現狀及其存在問題

長期以來,國產電站閘閥仍然沿用七十年代“三化”設計的楔式雙閘板或彈性閘板結構,如圖1及圖2所示為其典型設計結構。

 

 

 

 

 

 

 

現在許多亞臨界機組還在使用,不少閥門廠家的主流設計也是這類結構。但多年的運行實踐暴露出許多問題,具體歸納如下:

  1.啟閉力矩較大 

楔式閘板雖具有強制密封的特點,然而開啟瞬間存在很大靜摩擦力,使得開啟力矩很大,必須配置較大功率的電動執行裝置,才能保證正常啟閉,無形中增加制造及運行成本;同時過大的關閉力矩極易造成密封面或閥門承載零件的損壞,縮短閥門使用壽命。

  2.高溫楔死

 高溫狀態下,材料強度大大降低,密封面硬度下降后密封副處于膠合粘滯狀態,此時如關閉力矩調試不當,加上閥桿的熱膨脹,會使密封面比壓急劇增加,極易造成所謂的閘板與閥座的“咬死”。此時如強制開啟動作,密封面極易被拉傷引起泄漏,甚至拉斷閥桿或閘板T形槽。

  3.電裝調試要求極為苛刻

    對傳統楔式閘閥,無論是手動閥門還是電動閥門,一般均未考慮開關指示裝置,也無法精確設置開關位置點,用戶操作與調試只能憑經驗與手感進行,不是過緊就是過松,過緊會導致咬死或擦傷密封面,過松則易引發內漏。很難準確調正位置,為閥門故障埋下先天隱患。

  4.下游側密封面極易擦傷

這類閥門的典型故障是閘板下游側密封面極易擦傷,引發早期內漏。此現象在大口徑或高壓差閥門中最為普遍。主要原因有:密封面高溫膠合粘滯導致比壓下降、高壓差不平衡力作用于單側密封面、啟閉瞬間的摩擦力擦傷等多重因素。

  5.鑄造殼體,內在缺陷很多,外漏隱患嚴重

     殼體材料通常采用WCB、WC6、ZG20CrMoV類材料制造,鑄件的工藝水平限制,其內在缺陷極多,一般拍片檢查很難面面俱到。砂眼、縮孔、裂紋等缺陷大量存在,為外漏、爆管等事故埋下隱患;

  6.閘板零件較多,閘板易脫落,結構可靠性不強

閘板組件由上下托板、左右閘板、閘板架、頂心等十余個零件組成,結構松散,運行中發現問題有:閥桿根部退刀槽或銷子孔處斷裂、閘板脫落、閘板架斷裂等故障;

  7.中腔超壓隱患

    中腔超壓(文獻1,2)問題原設計未采取任何措施,即使現在仍有許多電廠或閥門生產廠仍未引起重視。發生時雖然具有偶然性,但它不以我們的忽視而隱退,也許就在你的眼皮底下發生。電廠的許多工況均構成產生“中腔異常超壓”的要件,采取措施消除隱患已責無旁貸。

  8.加工制造精度要求較高

尤其是Z60Y類彈性閘板,兩側密封面角度要求極高,一般企業只能配作,產品無互換性,使得電廠無法現場更換,維修的技術工藝性要求極高。一旦密封面損傷,現場無從解決,用戶頗有微詞。

三、平板閘閥產品特點

針對楔式閘板閥的缺陷,結合國內外閘閥的設計進展,我公司改進傳統楔式閘板結構為平行閘板結構,近年來運用于主蒸汽及主給水工況取得了滿意的效果。

3為新型平板鍛鋼閘閥結構設計簡圖,與楔式閘板閘閥相比具有以下特點:

1.啟閉力矩低

平板式閘板依靠介質壓力作為主要密封力,開啟式先行開啟旁路閥門,降低進出口壓差,使得密封面摩擦力大大降低,既保護了密封面又降低了開啟力矩,減小電裝功率,降低制造成本。

2.密封面壽命長

旁路設計實現了無壓差啟閉,由單側壓差引起的密封面摩擦力得以消除,啟閉階段僅有彈簧預緊力作用于密封面,因而密封面得到有效的保護,避免了早期擦傷等破壞,有效地延長了使用壽命,提高了密封可靠性。

3.特別適用高溫高壓

平板式閘板副不會發生高溫楔死現象,對溫差變化的適應性也很好,壓力越高密封性越好,這些特點對高溫高壓的電站閥門尤其適用。

4.安全性大大提高

閥門設計了開關位置指示及限制裝置,不會發生開關過頭現象;設計了旁路啟閉裝置,有效平衡啟閉壓差,降低閥座及閘板密封面的不平衡力;

左側閘板開設有泄壓孔,中腔升壓自動泄放至上游側,使閥體自動處于正常受壓狀態。閥體采用鍛鋼制造,高溫高壓無外漏隱患;

5.易維護

閥桿驅動力很小,易磨損的密封副及閥桿螺母副等零件受力情況大為改善。密封面制造或現場維修也很方便,無苛刻的角度配作要求。

6.電裝調試很簡單

很多電動閥門故障由電裝調試不當引起,平板閘閥僅須控制行程即可,減少許多人為故障因素,極大地降低對用戶的苛刻要求,方便現場操作,降低了產品的安裝及運行維護要求。

7. 旋插式閘板設計

采用新型旋插式閘板結構設計,結構緊湊,零件較少,結構可靠,消除閘板脫落隱患。

四、設計計算(文獻3

設計校核應注意以下幾點:平板式閘板的密封機理為依靠介質壓力產生密封比壓作用于下游側密封面,因而必須考慮介質壓力的大小來設計閥座面額寬度;閥桿主要受力為填料摩擦力、彈簧預緊力對閥座面的摩擦力,與楔式板相比閥桿直徑可小一些,不必受制于GB/T12234標準的規定;彈簧預緊力為輔助閘板貼合作用,不必太大,太大會增加閥座面摩擦力。主要計算校核項目如下:

(一)壁厚計算

壁厚  1-1

式中:——中腔或支管通道最大直徑

       (1-2)

C——附加裕量定0.3-0.6Cm

[σ] ——材料的許用應力()

[σ] 兩者中較小值

nb、ns——分別為σb、σs的安全系數,

nb=4.25  ns=2.30

(二)閥座密封比壓計算

密封面上的總作用力和比壓

出口端閥座密封面比壓:

    ()    (2-1)

式中:——閥座密封面內徑

      ——閥座密封面寬度

式中:QMZ——出口端閥座密封面上的總作用力。對于平行閘閥QMZ= QMJ

          QMJ——密封面上介質靜壓力

      

  必須保證:

式中:——密封面必需比壓

     

式中:G——溫度影響系數取1(常溫)-1.8(高溫)

(三)閘板厚度計算

1)閘板密封面寬度:

B=1.6

式中:閘板密封面寬度

2)閘板的強度和剛度驗算

  閘板中心處的彎曲應力:

  ()       3-1

式中:RMP——閘板密封面平均半徑(cm

RMP  =D’MN+B/2

       C——附件裕量選0.3 -0.6  cm

       [σW]——閘板材料的彎曲應力

       μ——閘板材料的泊桑比選取0.25

變形量:   cm        (3-2)

  式中:[f]——最大許用變形量,一般控制變形量小于0.0004-0.0005cm

        E——材料彈性模量

(四)閥桿強度及開啟總扭矩計算

 1. 閘板作用于閥桿的軸向力

  關閉時閥桿作用于閘板上的力為:

Q'=QMJ?f'M-QG     kg                     (4-1)

開啟時閥桿作用于閘板上的力為:

Q″= QMJ?f″M-QG     kg                     (4-2)

式中:f'M——關閉時密封面摩擦系數取0.3

      f″M——開啟時密封面摩擦系數

可取f″M= f'M+0.1=0.3+0.1=0.4

式中:QG——密封機構的質量。

2. 閥桿的強度計算

  1)閥桿總軸向力

A、關閉時閥桿的總軸向力:

  Q'FZ=Q'+Qp+QT              kg                   (4-3)

式中:Qp——介質作用于閥桿上的軸向力

  

   ——閥桿直徑

式中:QT——閥桿與填料摩擦力

      QT =πdFh1 Z1.2Pf   kg                   (4-4)

式中:h1——單圈填料與閥桿接觸高度

      Z——填料的圈數

      f——摩擦系數

B、開啟時閥桿的總軸向力

  Q″FZ=Q″-Qp+QT              kg                   (4-5)

2)閥桿總扭矩

   a.帶軸承明桿閘閥關閉時閥桿的總扭矩

M'FZ=M'FL+M'g                    (kg-cm)               (4-6)

式中:M'FL——關閉時閥桿螺紋的摩擦扭矩

 M'FL= Q'FZRFM         (kg-cm)                      (4-7)

M'g——關閉時軸承摩擦力矩

                                 4-8

 式中:Dgp——軸承平均直徑

     fg——軸承摩擦系數

b.開啟時閥桿的總扭矩

M″FZ=M″FL+M″g                   (kg-cm)                 (4-9)

式中:M″g——開啟時軸承摩擦力矩

                                 (4-10)

式中:M″FL——開啟時閥桿螺紋摩擦扭矩

     M″FL= Q″FZR'FM         (kg-cm)                   (4-11)

式中:R'FM——開啟時閥桿的摩擦半徑

3.閥桿強度驗算

   A、關閉時閥桿強度的驗算

     螺紋擠壓應力:

                          (4-12)

 式中:FN ——螺紋內徑斷面處面積。

 扭轉應力為:

                     (4-13)

式中:WN——閥桿最小抗扭斷面系數

 合成應力:

                      (4-14)

B、開啟時閥桿強度驗算

拉應力為:

                       (4-15)

扭應力:

                      (4-16)

  合成應力:

                       (4-17)

(五).閥桿螺母的計算

1、螺紋表面的擠壓應力

                      (5-1)

式中:QFZ——常溫時最大軸向力

      Fy——單牙螺紋受擠壓面積

          n——螺紋的計算圈數

          [σZY]——材料的許用擠壓應力

    2、螺紋根部剪應力

                       (5-2)

式中:FJ——螺母單牙螺紋根部受剪面積

      [τ]——材料的許用剪應力

3、螺紋根部彎曲應力

                      (5-3)

 式中:XL——螺紋彎曲力臂

      W——螺母單牙螺紋根部抗彎曲斷面系數

[σW]——材料的許用彎曲應力

以上計算涉及材料數據可參考文獻3中有關表格資料

五、主要零件材料選擇

各類閥體配置零件材料選項如下表

1

閥體材料

最高使用

溫度℃

F22

575

F22

F22+STL

17-4PH

F22+STL

Inconel 750

12Cr1MoV

570

12Cr1MoV

12Cr1MoV+STL

17-4PH

12Cr1MoV+STL

Inconel 750

A105

427

A105

A105+STL

氮化鋼

A105+STL

Inconel 750

20

450

20

20+STL

氮化鋼

20+STL

Inconel 750

F91

620

F91

F91+STL

A565

Gr616

F91+STL

Inconel 750

六、旁路運行要求

啟閉該類閥門應遵循嚴格的啟閉規程,即:開啟時旁路先行原則,旁路開啟后才能降低閥門前后壓差,進而降低開啟力矩,保護密封面,延長閥門使用壽命;關閉時則反之,閘板關閉后再關閉旁路閥門。這樣使閘板動作基本處于無壓差狀態,嚴禁帶壓差啟閉閘板。

七、結論

平板閘閥適用于高溫高壓工況,具有閘板不受熱應力變化影響、閥座磨損較均勻、操作力矩小、易維護等特點。特別適用于高溫高壓電站超臨界、超超臨界工況,為替代傳統楔式閘閥產品的理想結構,應用于超臨界、超超臨界機組,具有廣闊的市場前景。

 

企業概況 | 新聞資訊 | 產品中心 | 技術支持 | 聯系我們 | 在線留言 | 下載中心 | 網站地圖 | RSS |
本站關鍵字:平板閘閥,卡箍閥,節流截止閥,泥漿閥,塑料閥門,高壓角式截止閥,雙閘板平板閘閥,油田閥門
友情連接: 平板閘閥 | 節流截止閥 | 塑料閥門 | 高壓閘閥 | 高壓平板閘閥 | 高壓角式截止閥 | PVC閥門 | 多功能水泵控制閥 | 不銹鋼閥門 | 塑料球閥 | 高壓角式止回閥 | 百家閥 | 上海閥門廠家 | 硬密封蝶閥 | 電站閥門 | AIRTEC氣動元件 |
 版權所有:浙江福泰閥門有限公司 備案編號:浙ICP備10030610號
色偷拍中国老熟女,色偷拍自怕亚洲综合,色偷偷av男人的天堂京东热 免费无码又爽又刺激高潮的视频| gogo西西人体大胆高清密实| 白肥大腿岳| 免费 在线 av 日本| 夜夜澡人摸人人添| 在线视频网站www色| 色综合久久中文综合网| 学生双腿白浆高潮视频| 欧美性稚交6-12| 在线视频 偷拍网| 国产av天堂| 高中女友粉嫩20p| 欧美viboss中国| 另类人妻校园卡通技巧第十页| 美女脱的黄的全免费视频| 午夜片无码区私人影院| 美女黄网站色视频免费国产| 免费一本到手机在线| 18欧美乱大交| 小黄文超级污的那种| 性爱妓巧av天堂| 小东西早想在这办了你了视频| 亚洲伊人成综合网2222| 欧美大胆性生话| 人妻系列影片无码专区| 国内精品免费视频自在线拍| jk制服爆乳裸体自慰流水| 美女黄网18禁免费看| 国产三级A毛视频在线观看| 亚洲 欧洲 日产 国码 v不卡| 黑巨茎大战俄罗斯白人美女| http://www.steelheadalliance.com