高溫高壓電站球閥介紹

  在電站重要設(shè)備的隔離、疏水、排氣操作中傳統(tǒng)適用高溫高壓截止閥，但是截止閥在高溫、高壓、高循環(huán)、熱沖擊和沖刷等惡劣工況，經(jīng)常出現(xiàn)內(nèi)漏或者外漏。據(jù)某大型火力發(fā)電廠統(tǒng)計(jì)，一臺(tái)2寸的高溫高壓截止閥，如果閥門密封和副密封間隙只有0.1mm的泄露，那么一年僅從一臺(tái)閥門能源消耗高達(dá)30萬元，而大型超臨界機(jī)組高溫高壓截止閥使用數(shù)百臺(tái)。替代傳統(tǒng)的高溫高壓截止閥最理想的閥門是高溫高壓電站球閥，理由如下：

a、高溫高壓截止閥的密封件長期暴露在高壓介質(zhì)中，很容易被快速?zèng)_刷和磨損，產(chǎn)生泄露。而高溫高壓電站球閥密封面僅在開關(guān)過程中接觸高壓介質(zhì)，但由于閥門快速90°旋轉(zhuǎn)操作過程很短，密封面不容易沖刷和磨損。

b、高溫高壓截止閥多回轉(zhuǎn)升降閥桿在動(dòng)作過程中容易磨損拉傷填料，造成閥桿外泄露。而高溫高壓電站球閥快速90°旋轉(zhuǎn)操作大大減少了填料區(qū)域的磨損和摩擦。

c、高溫高壓截止閥需通過外力矩來關(guān)閉閥門，為保證完全“零”泄露，需施加很大的外力。而高溫高壓電站球閥采用浮動(dòng)球設(shè)計(jì)，在上游支撐閥座后臺(tái)安裝蝶形彈簧提供預(yù)緊力，在高壓介質(zhì)力的作用下球體推向下游的閥座實(shí)現(xiàn)“零”泄露。

  從上可知，高溫高壓電站球閥在電站惡劣工況條件下具備高溫高壓截止閥無法比擬的優(yōu)勢。但高溫高壓電站球閥長期依賴進(jìn)口，不僅增加了電站建設(shè)費(fèi)用，而且不利于國內(nèi)閥門制造業(yè)的發(fā)展。為了打破國外公司在中國市場的壟斷，2010年，國家發(fā)改委在北京主持召開了超超臨界火電閥門國產(chǎn)化啟動(dòng)會(huì)，提出火力發(fā)電閥門的國產(chǎn)化目標(biāo)：通過2年~3年的攻關(guān)，絕大部分閥門實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，國產(chǎn)化率達(dá)到85%以上。因此高溫高壓電站球閥國產(chǎn)化具有重大的意義。

1、閥體結(jié)構(gòu)

模鍛的下圓上方閥體，在保證閥體強(qiáng)度的同時(shí)進(jìn)可能的減小閥體的外形尺寸，上部的方形結(jié)構(gòu)將閥桿填料盡量遠(yuǎn)離流道和高溫介質(zhì)，延長了填料的使用壽命。

2、密封面硬化技術(shù)

密封面采用先進(jìn)可靠地超音速火焰噴涂工藝。涂層厚度不低于0.3mm，表面硬度不低于HRC65，結(jié)合強(qiáng)度不低于70Mpa，孔隙率小于0.1%，確保密封面質(zhì)量。噴涂后球體和閥座分別進(jìn)行研磨，達(dá)到需要的表面光潔度。之后采用一對(duì)一的配制工藝，保證密封面的100%貼合，防止泄露的產(chǎn)生。

3、低應(yīng)力焊接閥座

焊接閥座與閥體的焊接時(shí)高溫高壓電站球閥最重要的供需。焊接后需保證焊接殘余應(yīng)力控制在最低水平，焊接變形控制在機(jī)加工公差范圍內(nèi)，不影響閥門的密封性能和扭矩。因此，焊接閥座與閥體采用精細(xì)的細(xì)牙螺紋連接，閥座旋入至定位臺(tái)保證裝配位置要求。

 在焊縫的底部設(shè)置應(yīng)力泄放環(huán)形槽，可有效控制焊接殘余力和焊接變形。焊接閥座與閥體焊接前三層采用氬弧焊，后面采用手工電弧焊，焊后采用電加熱消除焊接應(yīng)力。

4、閥體散熱片

  由于高溫高壓電站球閥在工作溫度最高可達(dá)650℃，在輸送高溫介質(zhì)通過熱傳導(dǎo)的作用閥體的溫度很高。高溫高壓電站球閥結(jié)構(gòu)較短，與管道焊接時(shí)候產(chǎn)生大量的熱量，熱量短時(shí)間內(nèi)傳遞到閥內(nèi)件導(dǎo)致閥內(nèi)件產(chǎn)生變形，使閥門的密封性能下降，操作扭矩增加。另外，在焊后熱處理期間也容易導(dǎo)致閥內(nèi)件產(chǎn)生熱變形。為了避免熱變形可能帶來閥門性能的下降，閥體的兩端設(shè)置散熱片，增大閥體與空氣的交換面積，有效降低閥體的問題。散熱片通過去除材料獲得，不同口徑和壓力等級(jí)閥門選擇不同散熱片的寬度、深度。

5、防扭支架

為了保證高溫高壓電站球閥開關(guān)位置的準(zhǔn)確性，拴接支架采用了防扭轉(zhuǎn)止口設(shè)計(jì)，傳動(dòng)精準(zhǔn)，拆卸方便。分體支架利于閥體的鍛造成型。支架上連接孔按照ISO5211標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

6、高溫隔熱墊片

在支架與閥體之間增加了一片高溫隔熱墊片，有效地降低支架導(dǎo)熱對(duì)執(zhí)行器的不利影響。