硬密封复合阀在珲春发电厂的应用

摘要：本文介绍了大唐珲春发电厂330MW机组通过对主蒸汽系统的内漏的疏水阀换型改造，系统运行的安全性和经济性均得到了显著提高，取得了较好的节能效果。

关键词：硬密封复合阀 主蒸汽 内漏 节能

1 概述

随着火力发电企业单机容量的不断增大，主蒸汽系统中到处是高温、高压等恶劣的工况，机组的连续运行对阀门的严密性要求也更高。随着阀门的内漏给电力企业带来巨大的能源损失，无论是排污、排气、疏水阀门内漏令人十分头痛，严重影响机组的经济运行。

大唐珲春发电厂N330—17.75/540/540型汽轮机为亚临界、一次中间再热、单轴三缸双排汽、冲动凝汽式汽轮机。主蒸汽系统疏水各阀门采用美国Copes Vulcan公司生产的疏水调节阀。由于多种原因主蒸汽系统内漏阀门较多，对凝汽器热负荷影响较大，端差居高不下，严重影响机组的经济性。阀门漏泄造成的冲刷带来后果严重，运行中长期冲刷管道、容器发生的漏泄直接影响到机组的安全运行。

2 传统阀门存在的问题

传统阀门以单阀杆，单密封的老旧设计思路，阀门阀座是焊接在阀体上加工出来的，这样阀体在受热时的不规则变形，使阀座密封面也不规则变形，而导致泄漏。在传统阀门的电动控制时，往往因阀门关闭过紧，导致电动头的力矩不够，无法再将阀门打开，造成阀门与电动头的损坏，故客户在调试电动头的时候，一般在选定关行程是不约而同的将行程后退一些，以保电动头的安全，而殊不知此时无意中人为的造成了阀门的关闭不严，导致阀门被冲刷，失效。而一旦电动头行程在运动过程中发生变化，则更易损坏阀门和电动头。传统阀门的单密封结构，阀门一旦开始有内漏，那么在介质的作用下，密封面将被迅速冲刷、破坏，使阀门很快失效。

3 复合阀二级密封原理

由于传统阀门的单密封结构，阀门一旦开始有内漏，那么在介质的作用下，密封面将被迅速冲刷、破坏，使阀门很快失效。而复合阀的复合密封结构，决定了其所独有的自我保护功能，能极大的延长阀门的使用寿命，其中的一级密封在开关过程中，始终起到了降压、密封作用，更重要的是同时起到了对后一级密封的保护作用。（如图1）

而一旦一级密封因某种原因受到损坏时，其第二级密封此刻则起到了对第一级密封的降压保护作用，实现两重密封的相互自我保护，保证了即使其中某一级密封被破坏，而另一侧密封仍能保证密封的严密性，并保证了被破坏处不会被继续冲刷、破坏，不会导致失效，有力的保证了机组的继续正常安全运行，大大的延长了阀门的使用寿命，是普通传统阀门的数十倍。

4 硬密封复合阀特点

4.1 独特的双阀杆，双密封结构

此阀门创造性的设计理念突破了传统阀门单阀杆，单密封的老旧设计思路，采用独特的双阀杆，双阀芯，双阀座的复合密封结构，两种密封结构各自相对独立，但又互相联系，相互保护成为有机整体。

4.2 独特的预紧力密封

在传统阀门的电动控制时，往往因阀门关闭过紧，导致电动头的力矩不够，无法再将阀门打开，造成阀门与电动头的损坏，故客户在调试电动头的时候，一般在选定关行程是不约而同的将行程后退一些，以保电动头的安全，而殊不知此时无意中人为的造成了阀门的关闭不严，导致阀门被冲刷，失效。而一旦电动头行程在运动过程中发生变化，则更易损坏阀门和电动头。

本阀门在预紧力密封结构则从根本上解决了上述这一突出矛盾，电动头通过阀杆上的预紧力蝶簧严密关闭阀门后，蝶簧依然有一个预紧力，保证了阀门的严密关闭，同时蝶簧的反作用力又保证了电动头以最小的力矩，最轻松的开启阀门，况且一旦电动头行程在操作过程中发生变化，则蝶簧预紧力能随时补充这一变化所造成的阀芯移位，做到了始终保护阀门的严密密封，达到了彻底零泄漏。

4.3 独立的阀座结构

传统的阀门阀座是焊接在阀体上加工出来的，这样阀体在受热时的不规则变形，使阀座密封面也不规则变形，而导致泄漏。活动复合阀阀座的独立结构设计克服了阀座随阀体变形的这一根本问题。

4.4 方便检修的阀体结构

本复合阀的另一专利是阀门的截止密封部分与球密封均可实现在线更换，既在机组停止运行后，不需要将阀门切割下来就可以更换截止密封或球密封，方便用户在很短的时间内完成阀门的抢修，同时由于检修时不需要切割与焊接，节约了用户的检修时间与检修费用。

5 与进口阀的综合对比

复合阀无论是在关闭或开启过程中，一级密封起密封、降压、保护作用，使二级密封在无压差、无冲刷情况下严密关闭；当二级密封严密关闭以后，反过来保护了一级密封，减轻一级密封压力，一级密封得到保护，正是由于这两道密封的相互作用，相互联系极大提高了阀门的严密性和使用寿命。

由于硬密封复合阀双重密封能真正做到零漏泄，完全可以取代进口阀门。从目前国内几十家火电厂使用情况看，使用效果优于进口阀门。

6 节能效果

单台机组更换8个复合阀，单个阀门4万元，总投资32万元。对更换前后的主蒸汽系统内漏阀门温度进行检测，温度全部由300-400℃降到30-40℃，完全达到预计效果。

单台机组年运行发电量18亿千瓦时，标煤单价按400元/k计算，单个疏水阀门节约标煤量主蒸汽系统阀门按约0.15k计算，发一亿千瓦时电量可节约15吨标煤，再热系统疏水阀按约0.1k计算，发一亿千瓦时电量可节约10吨标煤，主蒸汽系统更换3个，再热系统更换5个。单机年可节约标煤1710吨，节约资金68.4万元。

7 结束语

大唐珲春发电厂通过将主汽系统内漏的疏水阀更换为硬密封复合阀，凝汽器热负荷得到控制，端差基本达到设计值，收到了显著的节能效果，设备的安全性得到提高。为能够节约每一滴水、每一滴油、每一克汽，为系统的有效隔断起到至关重要的作用。

参考文献：

[1]大唐珲春发电厂3号机C级检修前热力试验报告.

[2]大唐珲春发电厂3号机C级检修后热力试验报告.

[3]大唐珲春发电厂4号机C级检修前热力试验报告.

[4]大唐珲春发电厂4号机C级检修后热力试验报告.