Форум трубопроводной арматуры https://www.armtorg.ru/forum/ |
|
Клапаны впрыска: от примитивной функциональности до совершенства https://www.armtorg.ru/forum/viewtopic.php?f=39&t=8587 |
Страница 1 из 1 |
Автор: | mg.armtorg [ 02 окт 2018, 07:59 ] | ||
Заголовок сообщения: | Клапаны впрыска: от примитивной функциональности до совершенства | ||
Клапаны впрыска: от примитивной функциональности до совершенства ![]() В современных котельных установках основным средством регулирования температуры перегретого пара является впрыск охлаждающей воды в опре-деленные точки парового тракта котла. Поддержание температуры пара в тракте котла в заданном диапазоне осуществляется изменением количества впрыскиваемой воды путем изменения положения регулирующего органа, установленного на трубопроводе регулирующего клапана. На прямоточных котлах СКД в качестве охлаждающей воды используется питательная вода, отбираемая перед регулирующим клапаном котла. Давление воды в этом месте равно 30,0 - 32,0 МПа. Давление пара на выходе из котла – 25,0 МПа. Перепад давлений на регулирующих клапанах (далее – РК) зависит от места размещения пароохладителя в тракте котла. На практике он колеблется от 1,5 - 2,0 МПа – на первом впрыске до 5,5 - 6,0 МПа – на третьем. Кроме того, на выходе из котла устанавливаются пусковые впрыски, которые должны работать в период растопки при давлении пара, равном 4,0 - 6,0 МПа. Поскольку при этом давление питательной воды - 30,0 МПа, на клапане впрыска должен срабатывать перепад давлений, равный 24 - 26 МПа. Во избежание этого в проектах предусматривается линия постоянного расхода, назначение которой – поддержание на РК пускового впрыска перепада давлений, равного 2,0 - 3,0 МПа, за счет сброса части питательной воды через шайбовый набор в деаэратор. Но при этом большой перепад давлений срабатывается на РК, установленном на линии сброса воды в деаэратор. Практика показала, что на многих ТЭС из-за неправильного расчета схемы постоянного расхода и отсутствия клапанов, рассчитанных для работы при больших перепадах давлений, схемы постоянного расхода не работают. В связи с этим для регулирования температуры в растопочных режимах используются основные клапаны впрыска. При этом перепады давлений на клапанах доходят до 12,0 - 15,0 МПа. Работа на таких перепадах приводит к вибрациям штоков и, как следствие, к нарушению герметичности сальнико-вых уплотнений, а в отдельных случаях – к поломке иглы. ![]() ![]() С учетом сопротивления впрыскивающего устройства пароохладителя пере-пад давлений на регулирующем клапане не превышает 0,25 МПа. Т. к. удельный объем конденсата существенно выше удельного объема питательной воды, то значительно больше и проходное сечение, требуемое для его пропуска. В связи с этим возникает проблема размещения в корпусе проходных сечений, обеспечивающих требуемую пропускную способность. Поэтому при проектировании котлов надо так выбирать диаметр и трассировку трубопроводов впрыска, чтобы сопротивление участка от места отбора воды до пароохладителя было минимальным. Соблюдение этого требования упрощает профилирование клапанов. При внедрении в энергетику первых энергоблоков 150, 200 и 300 МВт в качестве РК впрыска применялись клапаны чеховского завода «Энергомаш» (ЧЗЭМ) шиберной конструкции DN 20, 50, и 65 мм серий 810 и 814. Особенность клапанов – перемещение профилированного отверстия в шибере относительно круглого отверстия в седле (см. рисунок 1 – а, б, в). В течение многих лет клапаны эксплуатировались на котлах ТЭС. Недостаток этих клапанов – износ выходного патрубка за седлом под воздействием струи, вырывающейся под углом из отверстия в седле. Этот недостаток устраняли установкой в камере за седлом рубашки из аустенитной стали и заменой одного профилированного отверстия в шибере набором отверстий диаметром 3–5 мм (см. рисунок 1г). При таком решении каждая струя обладает меньшей энергией и струи перемещаются параллельно оси патрубка, не оказывая ударного воздействия на его стенки. Другой недостаток шиберных клапанов – необходимость управления клапаном с помощью выносных МЭО через систему тяг и рычагов. Такое решение требует много места для размещения клапанов. Кроме того, в процессе эксплуатации наблюдается износ шарнирных соединений, объединяющих тяги и рычаги, приводящий к появлению люфтов в системе управления. Однако на некоторых ТЭС клапаны такого типа и сейчас находятся в эксплуатации. В конце 70-х гг. поставщик клапанов впрыска – ЧЗЭМ – снял шиберные клапаны с производства и перешел на выпуск клапанов игольчатой конструкции. Первые игольчатые клапаны имели съемные седла и на игле по высоте кольцевые канавки. Причем первая сверху канавка была выполнена в месте перехода от иглы к коническому уплотнительному пояску. С начала эксплуатации выявилось, что клапаны быстро теряют герметичность, наблюдаются обламывания игл по верхней канавке, играющей роль концентратора напряжений. Вследствие этого завод перешел на выпуск клапанов серий 868 и 870, управляемых встроенными приводами производства ЧЗЭМ. Клапаны имели регулирующий орган, выполненный в виде иглы, изготовленной как одно целое со штоком. ![]() ![]() В середине 80-х гг. завод заменил игольчатые клапаны на плунжерные (серий 1098 и 1092), в которых регулирующий орган представляет собой цилиндр, на боковой поверхности которого выполнены профилированные выборки для пропуска среды (см. рисунок 2б). В качестве привода клапана применен МЭП. Проведенная реконструкция повысила надежность работы клапана при перепаде давления 2–2,5 МПа. При более высоких его перепадах вследствие неизбежного зазора между отверстием в седле и плунжером также наблюдалась вибрация регулирующего органа. ![]() Обычным способом повышения надежности регулирования при высоких перепадах давлений является использование многоступенчатых клапанов. Примером использования в клапане двух ступеней дросселирования является клапан «ОРГРЭС» (см. рисунок 3), разработанный на базе установленных на котлах ТЭЦ-26 «Мосэнерго» клапанов ЧЗЭМ серии 870-50-Э. ![]() Для срабатывания при больших перепадах давления специалистами ЧЗЭМ был разработан каскадный клапан. Пример применения трех ступеней – каскадный клапан ЧЗЭМ серии 879, в котором ступени дросселирования образованы тремя рядами наклонных ка-навок на поверхности штока (см. рисунок 4). ![]() Опыт эксплуатации показал, что на отечественных ТЭС проблема регулиро-вания температуры перегретого пара котлов может быть решена, как и в ре-гулирующих питательных клапанах (далее – РПК), применением для этой цели поворотно-дисковых клапанов. Некоторые фирмы, в том числе «НПО Флейм», разработали поворотно-дисковые клапаны с использованием корпусов и бугелей запорных клапанов (вентилей) DN 50 и 65 мм ЧЗЭМ (см. рисунок 5). В настоящее время большинство находящихся в эксплуатации котлов оснащено клапанами впрыска, имеющими угловую форму. Под эти клапаны спроектировано большинство трубопроводов впрысков котлов, кроме тех, где в проект были заложены впрыски шиберного типа. В этом случае применение клапанов впрыска в корпусах запорных клапанов является единственным возможным вариантом. ![]() ![]() Так появился первый поворотно-дисковый клапан впрыска черт. «ОРГРЭС» 13798.50 (см. рисунок 4). Конструкция разрабатывалась исходя из возможности использования на электростанциях корпусов серийно выпускавшихся ЧЗЭМ клапанов серии 870-50-Э. В те далекие времена на электростанциях были ремонтные подразделения, способные реализовать проект арматурной группы «ОРГРЭС». И на разных электростанциях несколько экземпляров клапана 13798.50 работают до сих пор. Учитывая, что у «ОРГРЭС» отсутствовала собственная производственная база, способная выпускать клапаны, дальше отдельных экземпляров дело не пошло. Чеховскому «Энергомашу» оргрэсовская разработка была не нужна: заводу-монополисту выгоднее было выпускать серийные клапаны серии 870 не только на вновь вводимые энергообъекты, но и для замены уже установленных на станции клапанов. И так продолжалось несколько лет. Но тут страна бросилась в объятия капитализ-ма, и у завода-монополиста ЧЗЭМ появились маленькие конкурентики. Сре-ди них было ЗАО «НПО Флейм». Так сложилось, что традиционно взаимодействие технических специалистов «ОРГРЭС» и «НПО Флейм» было достаточно интенсивным. Теперь же можно было с учетом производственных мощностей «НПО Флейм» реализовать хотя бы часть разработок «ОРГРЭС». Началась совместная работа по совершенствованию клапана впрыска. ![]() ![]() Следующий этап – оригинальное конструктивное решение ограничения по-ворота золотника в дроссельной втулке. Далее последовательно: - установлен упорный подшипник для восприятия выталкивающего усилия, действующего на шток, вместо подшипника скольжения, хотя несколько экземпляров таких клапанов работают с 2003 г.; - опробовано несколько вариантов фиксации съемного седла. Самый технологически менее затратный – шпонкой через сверление в корпусе – в качестве серийного был отвергнут скорее из эстетических соображе-ний. Конструкция с креплением плоского седла на двух штифтах внутри корпуса шла в производство не более полугода. Решение было признано не технологичным. Станциям, получившим клапаны с таким креплением седла, заранее был направлен «ремонтный» вариант крепления седла, тот самый, первоначально отвергнутый – через шпонку в отверстии корпуса (см. рисунок 7). Так плоское седло было окончательно отвергнуто. ![]() ![]() ![]() В течение многих лет ЗАО «НПО Флейм» ведет поиск решения по сокращению момента трения в сальниковом узле клапана с целью использования электропривода с меньшим моментом. И в конце 2013 г. получен обнадеживающий результат: клапан с электроприводом МЭОФ 40 вместо серийного электропривода МЭОФ 250 на стендовых испытаниях без перегрузки преодолевает напор насоса более 30 МПа. ![]() Размещено в номере: «Вестник арматуростроителя», № 3 (45) 2018
|
Страница 1 из 1 | Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ] |
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group https://www.phpbb.com/ |