閥門 電站閥門 電站閥門探討-電站閥門面臨的問題及對策探討-

面向電站用的閥門在生產和設計中歷來存在較大難度，制造上，電站閥門具有批量小、規格型式多、制造難度大等特點。由于大量的閥門工作在惡劣的工況下（如電站中的高溫高壓閥、核電站中某些閥門控制放射性流體），對閥門材料要求嚴格。發電廠的統計表明，發電廠失效的閥門主要是汽輪機前端的主蒸汽閥門及旁路系統閥門，這是由這些位置的工況決定的。
1　對閥門進行研究的必要性
　　60年代之前，對閥門的研究并未引起人們足夠的重視，直到美國發生了三里島核電站事故后，才漸漸被政府及研究人員所重視。目前，隨著電網和發電廠的不斷改造，閥門方面面臨的問題也被提上了議事日程，分析其原因有三個方面：
　　（1）工況的變化：近幾年，在國內外新建的電廠中，采用了超臨界機組等新技術，隨著大機組參與調峰和超超臨界機組投產運行，使得閥門的運行工況更加惡劣。在日本，原超臨界汽輪機的蒸汽參數標準為24．2 mpa、538／566℃，現在已經提高到超超臨界的31．1 mpa、593℃，溫度還將進一步提高到600／610℃［3］。由此可見，高參數的工況對閥門的各方面性能提出了更高的要求。
　　（2）經濟性方面：作為電站輔機的一個重要組成部分，一般情況下，一臺機組的配套閥門約幾千只，如果是超臨界機組大約有1／10的閥門是工作在超臨界狀態。數量眾多的閥門產生的能量損失是可觀的。能量損失主要有泄漏和由于閥門節流特性產生的損耗2種。當前開展的多項研究都是圍繞生產的經濟性以減小能量損耗為目標進行的。對于泄漏問題可通過加強泄漏的監測、提高閥芯控制精度或改變密封結構、研制新型的密封材料等手段解決；至于節流特性造成的損失，要通過改進結構解決。
　　（3）面臨的問題多，對閥門失效機理開展的研究較少：從閥門的應用中可以看出閥門面臨的問題具有多面性（閥門的強度、密封性、壽命、控制系統的可靠性不能滿足要求以及閥門工作時產生的振動對機組具有耦合效應等）。多年來由于存在重主機，輕輔機的觀念，對閥門開展的研究沒有放到重要的位置上來。國內有多家研究機構開展這方面的研究，取得了不小的進步，但與國外先進技術相比仍存在較大的差距。
2　電站閥門面臨的技術問題
　　衡量閥門質量有以下幾個指標：密封可靠性、動作響應能力、強度、剛度及壽命等，將閥門作為整個熱力設備系統中的基本單元考慮，又存在流固耦合振動和振動控制的要求。要保證這些指標，首先需要解決如下幾個主要問題。
2．1　控制（決定閥門動作的可靠性）
　　主汽閥和再熱汽閥的控制系統故障是汽輪機五大事故之一，主要表現在閥門開度與設計不符，包括傳動機構失靈、行程超前、滯后，這些影響到閥門的強度和振動。閥門的開度控制直接影響到汽機的工作狀況，因此受到高度重視，已成為研究的核心問題之一。
　　近年來，在研究閥門的可靠性方面，智能型閥門是研究的主攻方向，智能型閥門具有自行判斷工況，并實時地進行自我調節的功能。智能型閥門中的關鍵部件是數字定位器，數字定位器用微處理器使閥門的執行器準確定位，監視和記錄閥門的有關數據。