600MW超临界机组给水泵最小流量阀的改进2.doc
《600MW超临界机组给水泵最小流量阀的改进2.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《600MW超临界机组给水泵最小流量阀的改进2.doc(25页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、(二)毕业设计(论文)要解决的问题和使用的原始数据:9821伴随600MW超临界和1000MW超临界机组的持续投入运行,因为机组的参数持续提升,必然会对调节阀设施的要求更为严格。迷宫式调节阀因为它自身优良的抗气蚀性能,平稳的节流减压性能和准确的调节线形精度,决定了其会在大机组领域产生积极的影响。通过调节阀的介绍,简单的分析,提出了迷宫式调节阀,很好地解决调节阀气蚀、闪蒸、调节灵敏度不高的难点(三)毕业设计(论文)的内容:1.前言绪论2.给水泵最小流量阀的介绍3.给水泵最小流量阀的工作原理及结构特点4.国产给水泵最小流量阀与进口最小流量阀的差异5.对于产生汽蚀,闪蒸,震动,噪音的原因6.如何对于
2、产生的不良影响进行改进7.给水泵最小流量阀的实际应用8.参考文献一 前言摘要:随着600MW超临界及1000MW超超临界机组大规模建设,笼罩式和孔板式构造调节阀早已不能满足高压差、高流速的要求。这时选择迷宫式调节阀对此问题提出了较好的解决对策。文章重点阐述了迷宫式调节方的工作原理、构造特征以及理论基础,同时经过和孔板式调节阀进行对比,体现出了较强的调节功能。关键词:调节阀 迷宫式芯包 气蚀 围堰 流量 节流减压Abstract: with the construction of 600MW supercritical and ultra supercritical 1000MW unit, t
3、he shrouded and orifice plate structure control valve has been unable to adapt to the conditions of high pressure and high flow rate. And the use of labyrinth technology control valve gives a good solution. In this paper, the working principle, the unique structural characteristics and the theoretic
4、al basis of the labyrinth regulating valve are presented) 1.背景概述我国的阀门发展也有几十年的历史,阀门的厂家也由小变大,在研制,开发,生产上不断进步,在上世纪八十年代只能生产600多个品种,2700多个规格。上世纪末以来,阀门行业有了较大的发展,已经能生产闸阀,截止阀,调节阀等12个大类。3000多个型号,40000多种规格主要市场集中在大型输油管道,核电以及核化市场,石油石化市场,电力市场以及煤化市场,随着中国经济的高速发展,国内工业和民用的用电量大幅上升,加之政府号召节能减排降耗,以往的常规机组,如125MW、135MW和300
5、MW已无法满足现状要求,600MW超临界机组和1000MW超超临界机组随之孕育而生。目前国内1000MW超超临界机组使用的给水泵再循环调节阀都是购买进口阀门,费用及维修费用相当高,所以研制开发国产的给水泵再循环调节阀来进行替换就成为了迫切的需求。给水泵最小流量调节阀位于电厂的高压给水系统内,是最关键的调节阀。由于其进口压力高和进出口压差高,使得阀门很容易发生汽蚀等现象,造成对阀门的阀芯阀座的吹损和破坏。而且给水流速非常高,很容易造成阀门的振动和噪音。伴随科技的不断进步和人们生活水平的不断提升,用电量大幅度增加,导致国内各个地区新建电厂大量涌现。“低碳经济”的到来和世界上提倡的节能减排思想的传播
6、与次级,致使能耗较低,发电较高的600MW超临界机组和1000MW超超临界机组会被普遍使用,而小于300MW机组就会慢慢被淘汰出局。即便超临界和超超临界机组在能耗与发电量领域具有显著的优势,然而因为对它的工作压力和问题提出了更为严格的要求,而设备的选择上也需要更加的谨慎。调节阀是电站中比较常见的设备,往往使用的数量较多,它的功能为调节整个系统中的流量、压力等元素的改变,它调节的灵敏性和线型的准确度会对整个系统产生重大的影响,可以说是它的存在是不可或缺的。对600MW超临界机组及1000MW超超临界机组的严格的要求和不良的工作环境使调节阀的精准性面临着严峻的挑战。此外,针对怎样避免气蚀、闪蒸、紊
7、流等状况对调节阀的致命破坏,振动及噪音对安全的影响出了一道难题2. 绪论伴随科技的不断进步和人们生活水平的不断提升,用电量大幅度增加,导致国内各个地区新建电厂大量涌现。“低碳经济”的到来和世界上提倡的节能减排思想的传播与次级,致使能耗较低,发电较高的600MW超临界机组和1000MW超超临界机组会被普遍使用,而小于300MW机组就会慢慢被淘汰出局。即便超临界和超超临界机组在能耗与发电量领域具有显著的优势,然而因为对它的工作压力和问题提出了更为严格的要求,而设备的选择上也需要更加的谨慎。调节阀是电站中比较常见的设备,往往使用的数量较多,它的功能为调节整个系统中的流量、压力等元素的改变,它调节的灵
8、敏性和线型的准确度会对整个系统产生重大的影响,可以说是它的存在是不可或缺的。对600MW超临界机组及1000MW超超临界机组的严格的要求和不良的工作环境使调节阀的精准性面临着严峻的挑战。此外,针对怎样避免气蚀、闪蒸、紊流等状况对调节阀的致命破坏,振动及噪音对安全的影响出了一道难题二给水泵最小流量阀的介绍1调节阀是一种能根据控制要求,借助执行器来调节阀芯升降,从而改变芯包流通尺寸,使流程管路中介质压力,流量发生变化或保持一定的装置。从流体力学的观点看,调节阀相当于一个局部局部阻力可变的节流原件,因此能适应不同条件和工况变化的需要 近年来的研究显示,电厂获得2-5%的潜在利润,都是由于改进调节阀的
9、原因。因此,使用性能卓越的调节阀可以使电厂系统运行有保证,更能起到节能降耗的作用,普通的阀门,介质进入阀门时的工况要求是:压力是P1,流速为v1,当介质流至阀芯位置时,因为阀芯和阀座的节流功能,造成颈缩情况,所以流速会在短时间内提高到V2,但是相应的压力会在短时间内减小到P2,它与这种介质的饱和蒸汽压力PV要小。在此状况下,介质汽化产生气泡。介质流至阀芯位置与阀座产生的颈缩部时,因为通道的变化,工况也随之出现了变化,压力回升动能转变为势能,而这时候的压力回复是P3,速度回复是V3,如果随着压力的增加超出了这种介质的饱和蒸汽压力Pv,之前产生的气泡则会破碎,进而局部压力大幅度增加。气泡在破碎的时
10、候会产生强大的能量在短时间内对阀芯等节流元件造成重大的影响,这也就是我们常说的汽蚀现象。如此就会导致阀门的破损、冲蚀,进而出现泄漏情况,同时还会引发噪音污染和设备内部零件的振动,对于系统全局构成了重大的威胁。因为这种现象出现的时候,会伴随较大的表面应力,所以仅仅依赖提升阀芯、阀座的表面硬度是不能从实质上缓解这种现象对其产生的巨大压力。经过上述研究能够看出,恶劣工况条件下,阀门问题的出现重点渠道为较高流速的介质通过阀芯。汽蚀、冲刷、高噪音和管道震动皆为介质流速没有受到控制的典型现象。 笼罩式阀门在卧式安装情况下,由于笼罩具有导向作用,使阀芯、阀座、密封面定心稳定,密封效果不会因为安装的方式而改变
11、。笼罩式阀门在高温、高压工况下工作时,液体按指向牌从进口流入,经过阀座在流过笼罩时,由于笼罩经过特殊设计,具有一定的节流作用,能够保证阀芯、阀座不发生吹损、汽化等现象。笼罩式阀门阀门除阀体外的所有零件都可方便拆卸。阀盖的密封方式、内部组件的种类和密封的筛选皆要满足高温高压使用场合和工况需求。阀盖和阀体间的密封通过压缩密封垫圈获得。密封垫圈通过多层不锈钢和石墨制作而得。膨胀石墨具备较好的密封作用。不锈钢对石墨提供支撑,同时供给温度改变需要的弹性。阀体、阀盖采用整体锻造结构,保证阀门材质的致密性,消除了夹渣、缩孔等缺陷,粗加工后经过超声波探伤,精加工后进行耐压试验,从而使阀体、阀盖经久耐用。阀芯采
12、用不锈钢材料锻造而成,密封面处堆焊司太立6号,硬度为HRC4245,在与盘更接触处进行镀铬处理,消除了盘更材料对阀杆的腐蚀,延长了阀杆的寿命,并消除了此处泄漏的可能性。阀座同样采用不锈钢材料锻造而成,密封面处堆焊司太立12号,硬度为HRC4548。司太立合金具有红硬性的特点,在高温状态下(600度),其硬度能基本保持不变,保证密封的持久性。阀芯和阀杆在加工完成后,利用高精度外圆磨进行磨削,精度能达到0.005mm。同时阀芯和阀座采用不同的密封角度,使得密封状况下为线接触密封,在同样密封力的条件下,线接触密封比面接触密封产生更大的密封比压,使密封更可靠。 可换式阀座:一般调节阀的阀座都是焊死在阀
13、体上,而且进口阀门的备品价格贵,周期长对维修造成极大的不便,而可换式阀座装配形式为互换性设计,在维修时可快速更换阀座、阀芯,维修极其方便。更换下的阀座、阀芯可以进行修复,降低备品的订购费用。三给水泵最小流量阀的工作原理及结构特点调节阀工作原理给水泵最小流量调节阀位于电厂的高压给水系统内,是最关键的调节阀。由于其进口压力高和进出口压差高,使得阀门很容易发生汽蚀等现象,造成对阀门的阀芯阀座的吹损和破坏。而且给水流速非常高,很容易造成阀门的振动和噪音 普通的阀门,介质进入阀门时的工况要求是:压力是P1,流速为v1,当介质流至阀芯位置时,因为阀芯和阀座的节流功能,造成颈缩情况,所以流速会在短时间内提高
14、到V2,但是相应的压力会在短时间内减小到P2,它与这种介质的饱和蒸汽压力PV要小。在此状况下,介质汽化产生气泡。介质流至阀芯位置与阀座产生的颈缩部时,因为通道的变化,工况也随之出现了变化,压力回升动能转变为势能,而这时候的压力回复是P3,速度回复是V3,如果随着压力的增加超出了这种介质的饱和蒸汽压力Pv,之前产生的气泡则会破碎,进而局部压力大幅度增加。气泡破裂时产生的巨大能量能在瞬间对阀芯、阀座等节流元件产生严重的破坏,形成所谓的汽蚀现象。如图1所示。这样势必造成阀门的损坏、冲蚀,产生泄漏,并会产生严重的噪音以及引起阀门内件的震动,从而影响整个系统的安全性和效率。由于汽蚀现象发生时,会产生很大
15、的表面应力,因此单纯靠采用提高阀芯、阀座的表面硬度是无法从根本上解决汽蚀现象所造成的后果。从上可以发现,恶劣工况下阀门问题的产生主要来源于过高流速的介质流过阀芯。汽蚀、冲刷、高噪音及管道振动都是介质流速未能得到控制的典型现象。图1 流速与压力的变化迷宫式调节阀门的抗汽蚀设计是利用迷宫式芯包多级降压的原理,通过强制介质流经一系列的直角弯道使流速得到完全的控制,达到逐级降压的目的。无论压降大小,这些弯道的阻力使得介质流速流出芯包的速度受到限制。经过多级降压,使介质的压力始终维持在介质的汽化压力PV之上,从而避免了汽蚀现象,消除了不安全因素。迷宫式芯包(图2)具有许多迷宫片,通过电腐蚀处理产生多个通
16、道,同时所有的通道都可以容纳一定数量的介质。在通道中借助大量的直角弯道对介质产生制约机制,按照电厂各类不同的要求,进行准确计算,确定弯道的数量,保证流过迷宫式芯包的介质速度一直保持在。借鉴国外的成熟经验,当流速小于30m/s时,对节流元件的冲蚀影响最小。迷宫式阀芯把流体分为很多平行的流道,每一流道有特定数量的直角转弯迷宫,而每一个直角都减低流道介质的速度头。如“N”代表直角数量,则截流器速度V=便变成新的方程。图2 迷宫式芯包这原理用于迷宫阀门的阀芯盘片,使每一盘片每一通道的介质速度得以控制在预定范围,利用阀塞打开不同盘片数量,整个阀门行程控制都完全把介质速度限制在预定值。这种设计跟多孔截流式
17、阀芯是两种完全的对比:截流器只把位能转换为动能,但这样便有惊人的速度上升。迷宫阀芯能控制速度,保证收缩断口压力在汽化压力以上(阀后压力高于汽化压力),便可防止汽蚀和闪蒸现象的形成。2 独特结构特点2.1加压阀芯在高温工况下,对关闭性又要求很高时,加压式阀芯就被采用在迷宫式调节阀中。加压式阀芯可提供非平衡式阀芯的封闭性能,而对执行机构推力要求只相当于平衡式阀芯。迷宫式加压阀芯组件包括:一个先导阀、一个主阀芯及一个平衡密封件。一个很小的得到控制的流量由阀门入口通过阀帽流入阀盖空间,对先导阀及主阀芯加压。当阀门关闭时先导阀关闭,从而使整个阀芯成为一个不平衡阀芯。加压式阀芯可达到很高的关闭要求。在阀盖
18、空间阀芯之上的关闭压力,施加在阀芯上而关紧阀门。执行器只要具有关闭先导阀在主阀上的力即可。图3 围堰设计当阀门收到开启信号时,执行器提起先导阀杆,打开先导阀。先导阀使在阀盖空间的压力迅速消失,阀芯得到平衡。阀杆继续开启,拉起主阀芯。执行器只需具有提升平衡式阀芯的力即可。2.2围堰迷宫片还有一个显著的特点就是采用围堰结构(图3所示)。其主要作用:均匀阀芯周围压力,保持阀芯对中;上层盘片与下层盘片出口处介质相互作用,降低介质流动速度;避免下层盘片出口介质对阀座的直接冲刷。3 迷宫式调节阀实际应用3.1具体要求 某电厂600MW超临界火电机组锅炉给水泵再循环系统调节阀,能承受较大的压降,调节灵敏性较
19、好。3.2基本参数表1 迷宫式调节阀基本参数温度进口压力MPa出口压力Mpa压差Mpa正常流量t/h特性曲线200350.60.834270线性3.3选型:考虑到迷宫片的加工周期和生产成本,以及成熟的加工工艺,选择迷宫片每片厚度为2.5mm,按流量特性曲线,入口设计为双入口。并且考虑到系统中有可能存在垃圾微粒、焊渣等容易堵塞入口,因此在设计时要增加陋余入口,每一入口的截面积为1.51.8。3.4计算 根据迷宫式调节阀的工作原理:当介质流经迷宫片通道时,经过多级转弯,限制介质流速增加,保证每级流速30m/s,从而降低对阀门密封面的冲刷。经过多级转弯后,V出口=V入口,V出口=。其中N为转弯级数,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 600MW超临界机组给水泵最小流量阀的改进 600 MW 临界 机组 水泵 最小 流量 改进
限制150内