火電站
按總裝機(jī)容量分類:
小容量發(fā)電廠 (總裝機(jī)容量 < 100 MW)
中容量發(fā)電廠 (總裝機(jī)容量 100 - 250 MW)
大中容量發(fā)電廠 (總裝機(jī)容量 250 - 600 MW)
大容量發(fā)電廠 (總裝機(jī)容量 600 - 1000 MW)
特大容量發(fā)電廠 (總裝機(jī)容量 > 1000 MW)
按蒸汽壓力和溫度分類:
中低壓發(fā)電廠 (蒸汽壓力3.92MPa, 溫度450度, 單機(jī)功率 < 25 MW)
高壓發(fā)電廠 (蒸汽壓力9.9MPa, 溫度540度, 單機(jī)功率 < 100 MW)
超高壓發(fā)電廠 (蒸汽壓力13.83MPa, 溫度540度, 單機(jī)功率 < 20 MW)
亞臨界壓力發(fā)電廠 (蒸汽壓力16.77MPa, 溫度540度, 單機(jī)功率 300 -1000 MW)
超臨界壓力發(fā)電廠 (蒸汽壓力 > 22.11MPa, 溫度550度, 單機(jī)功率 > 600 MW)
超超臨界壓力發(fā)電廠 (蒸汽壓力 >33.5MPa、610℃/630℃, 單機(jī)功率 > 600 MW)

火力發(fā)電廠流程圖
燃燒系統(tǒng)

汽水系統(tǒng)
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汽機(jī)專業(yè)運(yùn)行基礎(chǔ)知識100問
核電站

核電站閥門是核電站安全運(yùn)行必不可少的重要組成部分,核電閥門包含核島NI、常規(guī)島CI和電站輔助設(shè)BOP系統(tǒng)中使用的閥門。
由于核電站的要求高特殊性、高安全性和高可靠性,核電閥門產(chǎn)品的設(shè)計和制造過程中,有比常規(guī)閥門更多的測試要求和更嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)。
按照安全級別劃分為核安全I(xiàn)級、II級、Ⅲ級和非核級,其中核安全I(xiàn)級要求最高,需要核級認(rèn)證。
一座兩臺100萬機(jī)組的核電站有各類閥門約3萬臺。核電閥門的投入費(fèi)用在核電建設(shè)總投資額中的占比約為2 %
系統(tǒng):API1000核島NI,閥門數(shù)量:7500臺,比例:35.5%
常規(guī)島CI,閥門數(shù)量:11200臺,比例:50.9%
BOP,閥門數(shù)量:3300臺,比例:13.6%
系統(tǒng):CPR1000核島NI,閥門數(shù)量:12700臺,比例:43.5%
常規(guī)島CI,閥門數(shù)量:12800臺,比例:44.5%
BOP,閥門數(shù)量:3400臺,比例:11. 7%
系統(tǒng):華龍一號核島NI,閥門數(shù)量:12000臺,比例:42.8%
常規(guī)島CI,閥門數(shù)量:13000臺,比例:46.4%
BOP,閥門數(shù)量:3000臺,比例:10.7%
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核島閥門選型關(guān)鍵因素與流程
電站閥門
● 冷凝系統(tǒng)
1、 冷凝器循環(huán)控制閥
和大多數(shù)離心泵一樣,冷凝泵都需要以一個最小的流量來避免過熱和保護(hù)泵不受氣蝕損壞。因此從泵的出口到返回冷凝器增加一循環(huán)回路,
該回路流體溫度在38℃-66℃,壓力在400Psi 到600Psi。
冷凝器循環(huán)閥必須能夠吸收整個的壓力降。這么高的壓力降對于一個普通的閥門會產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象。
2、 除氧器液位控制閥
這個閥的功能是為了保證除氧器的液位,它控制著從冷凝器到除氧器的水的流量,這臺閥的工況隨負(fù)載的變化很直接,當(dāng)剛開始啟動時,泵的負(fù)載很小,閥門進(jìn)口壓力高而出口壓力低,這是因為除氧器里的壓力還沒建立起來,這種情況下,就需要避免汽蝕,流量很小,當(dāng)工廠負(fù)載增加時,就需要很大的流量,冷凝泵在較大流量時不再維持相同的泵壓頭。
這就導(dǎo)致閥門入口壓力降低。
同時,管線對除氧器壓力正在形成,它會反過來作用于閥上。在較低壓力降作用下維持大流量就需要高流通能力的閥門來減少作用在閥內(nèi)件上的阻力控制要求:提供流量保持除氧器正常水位,通過加入蒸汽提高水溫消除溶解在水中的氣體。 工況情況:啟動階段流量較小,壓差較大,正常情況流量大,壓差小,工況類似給水閥。 閥門要求:較低流量時有效抗氣蝕,
● 鍋爐給水系統(tǒng)
工況要求:鍋爐啟動時閥門壓差可達(dá)100-300公斤,流量較小,正常運(yùn)行時壓差較小,流量大,流量可調(diào)比為75:1-100:1。需要注意的是一般給水中為消除溶解其中的氧會加入聯(lián)胺進(jìn)行處理,它會對SATELLITE6號合金或其它的類似合金產(chǎn)生不良反應(yīng),所以最好不使用316+STELLITE堆焊的方法處理閥內(nèi)件,可直接選用416不銹鋼材料
1、鍋爐給水泵循環(huán)控制閥(也叫最小流量控制閥)
在啟動和關(guān)閉期間,給水泵為免受損害需要維持一個最小的流量。另外,當(dāng)鍋爐給水量超過需要的量時,多余的量將直接通過開著的循環(huán)閥返回給水箱。使鍋爐給水泵安全啟動及運(yùn)行,消除因流量過小、溫升增加、水強(qiáng)烈氣蝕使泵損壞
壓降達(dá)160-350公斤,是電站系統(tǒng)中承受壓差最大的閥門,流量一般為正常流量的30%。
通常在泵出口和給水箱之間存在非常高的壓力差,這個壓力差是通過多級降壓的最小流量閥來降低的。根據(jù)這個要求,這個閥門需要既能工作在開關(guān)模式,也能工作在連續(xù)控制模式。
閥內(nèi)件選用平衡式柱塞形式。防堵結(jié)構(gòu),通過迷宮或串級降壓或循環(huán)對流式閥籠來完成降壓以避免氣蝕,降壓的級數(shù)根據(jù)不同的壓差來選擇,密封等級必須為V級,泵啟動與停止運(yùn)行時閥門連續(xù)工作,泵正常啟動后次閥門關(guān)閥,所以通常為故障開。
2、主給水控制閥
如果給水泵不具有速度控制時,在負(fù)荷100%時給水控制閥用作控制閥。給水控制閥常在鍋爐負(fù)荷啟動時運(yùn)用(有或沒有變速泵)。
。穩(wěn)定的控制良好的追蹤表現(xiàn)
。為給水閥特殊設(shè)計的套筒和閥芯來達(dá)到嚴(yán)密和高耐久性
。在小開度控制時標(biāo)準(zhǔn)的迷宮閥內(nèi)件和多孔籠式閥內(nèi)件將會抑制汽蝕產(chǎn)生
在這個閥里,存在兩個對立的功能
。在滿負(fù)荷狀態(tài)時 通過這個閥門以最小的壓力降通過最大的流量來達(dá)到預(yù)期的最佳效率
。當(dāng)鍋爐啟動期間高壓差、小流量。為了滿足以上兩個功能,就需要該控制閥門具有很大的調(diào)節(jié)比,該閥門相當(dāng)于兩個閥門的功能,30%的啟動閥 (旁路
)通常選用迷宮式閥內(nèi)件,而全負(fù)荷時選的多孔籠式型,V級密封。
3、鍋爐給水啟動閥
許多電廠使用一個啟動閥和一臺主閥來完成以上功能的啟動閥要滿足小流量、耐氣蝕,而主閥要滿足大流量、小壓差的工況迷宮閥內(nèi)件 可以使同一閥門滿足整個范圍的要求
這個閥的要求是
。大的調(diào)節(jié)比和小流量時耐氣蝕
。最大流量的低流阻
。泄露等級滿足V級關(guān)斷
。故障關(guān)
鍋爐給水啟動閥與鍋爐給水泵循環(huán)閥的工況大體類似,那就是很高的進(jìn)口壓力和全壓降,這臺閥要求防汽蝕和關(guān)斷緊密,與鍋爐給水泵循環(huán)閥不同的是,該閥門不需要在所有閥門運(yùn)行的時候提供防汽蝕保護(hù),因此,迷宮閥芯的籠式閥可以滿足這個工況。通常情況下我們建議使用小口徑角閥結(jié)構(gòu)迷宮閥內(nèi)件。
4、減溫噴水控制閥
為了在過熱器最后一級控制好溫度,需要高效噴水閥來完成,同樣在蒸汽減溫裝置中也必須要考慮到冷卻水有時需要關(guān)閉的狀況,這時很高的壓力作用在部件上,很大的壓力降通過這些閥,考慮到這么高的壓力降,可以采取多種不同的節(jié)流柱塞來滿足它。
壓力超過300psig 時用多孔一級閥組件。壓力超過600psig時用二級降壓閥組件,壓力超過900 psig 時采用多孔三級降壓組件,采用迷宮閥內(nèi)件形式,這些閥多級的和迷宮閥內(nèi)件常用的噴水閥采用可以快速更換的密封座形式,這就保證了在任務(wù)重的清況下維護(hù)方便,該結(jié)構(gòu)設(shè)計可以使更換閥座和柱塞可以在很短的時間內(nèi)完成
5、鍋爐定期排污閥和連續(xù)排污閥
高溫,高壓差,抗氣蝕, 最好角閥。
● 主蒸汽系統(tǒng)
主蒸汽系統(tǒng)包含從鍋爐出口到冷凝器的蒸汽循環(huán)部件,它包括從過熱器到高壓汽輪機(jī)再通過再熱器到低壓汽輪機(jī)最后使蒸汽的能量全部耗盡,返回到冷凝器重新開始一個新的流程。
5個重要的典型的閥門應(yīng)用在這個主蒸汽系統(tǒng)里,這里面包括過熱器和再熱器減溫用的噴水控制閥,高壓汽輪機(jī)和低壓汽輪機(jī)旁路閥,以及吹灰控制閥
所有這些都包含了各種復(fù)雜的工況條件,包括高壓、高溫、汽蝕、噪音、鍋爐的類型、儲罐的形式、以及是否直通,這些對控制閥的影響都非常大。
直排超臨界鍋爐通常是個比較大的單元就需要比較大的閥門,同樣是在較高的主蒸汽的壓力下運(yùn)行的,除了被提及的閥門外,還有一些特殊的閥門用在直排鍋爐上。
1、高壓汽輪機(jī)旁路閥
高壓汽輪機(jī)為高壓角閥形式,壓力通過閥內(nèi)件降低,高壓汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)為高溫高壓的蒸汽提供了一個交替流通的路徑。繞過汽輪機(jī)流入再熱工段。
當(dāng)汽輪機(jī)不正常或啟動運(yùn)行期間,這個旁路系統(tǒng)可以保證整個鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行,這時蒸汽流過高壓旁路閥,通過噴水控制閥使旁路閥出口溫度稍高于正常情況下高壓汽輪機(jī)出口的溫度。
這個控制系統(tǒng)必須能夠滿足快速開閥和根據(jù)設(shè)定的溫度和壓力的進(jìn)行反饋連續(xù)調(diào)節(jié),開閥時間一般情況下不大于5秒,這個旁路閥工作時,必須能夠提供相同的壓力降、冷卻功能以保護(hù)后面的鍋爐再熱器部分不受損壞,另外能夠在鍋爐不間歇的情況快速卸載汽輪機(jī)。
旁路一般來說就是將主蒸汽不經(jīng)過汽輪機(jī)直接通過減溫減壓排入凝汽器的裝置。
高、低壓旁路系統(tǒng)具有啟動、溢流和安全三項功能。
結(jié)構(gòu)類似與一體式減溫減壓器,壓力更高溫度更高,對材料及閥門工作可靠性要求更高,閥門一般常閉,要求密封等級V級以上,同時需要3-5S快速打開。
控制要求:將高溫高壓蒸汽調(diào)整到一定溫度壓力的蒸汽;給汽機(jī)提供一個旁路通道,鍋爐能夠獨(dú)立汽機(jī)而工作。 工況情況:高溫高壓蒸汽減溫減壓。 閥門要求:抗熱沖擊,降噪,反應(yīng)迅速。
2、低壓汽輪機(jī)旁路閥
低壓旁路系統(tǒng)為低壓汽輪機(jī)提供了一個旁路通道,控制著蒸汽壓力和溫度的調(diào)節(jié),無論高壓旁路系統(tǒng)是否運(yùn)行。
低壓旁路閥接受從鍋爐再熱器過來的蒸汽,調(diào)節(jié)這些蒸汽,使其能夠被冷凝器接受。通過閥門的節(jié)流和大流量的減溫噴水來時高溫、高壓降下來。溫度控制要求不是太苛刻,目的只是為了保護(hù)冷凝器。這個保護(hù)是靠噴水和快速關(guān)斷來實現(xiàn)的。
低壓旁路或者冷凝器的應(yīng)用通常要考慮到低壓旁路的生產(chǎn)工藝條件:包括、高壓、高溫、噪音、閥關(guān)閉緊度以及減溫要求
3 、吹灰控制閥
在吹灰壓力控制上需要一個好的調(diào)節(jié)閥,在一個吹灰循環(huán)中,由于流量變化供很大,因此要求該閥門具有較大的流量調(diào)節(jié)比,
當(dāng)吹灰系統(tǒng)開關(guān)時,這個控制閥必須快速反應(yīng)來避免壓力沖擊來保持管線的安全性,
這個應(yīng)用由于溫度、壓力很高因此要求閥的壓力等級很高,另外不能浪費(fèi)有用的蒸氣,所以要求必須嚴(yán)密關(guān)閉,因此要求比較苛刻,該吹灰閥在一天之內(nèi)通常要動作很多次,特別是在有隔離閥使其與蒸汽管線隔離的時候,這個閥的使用溫度必須能滿足整個使用溫度范圍,除了溫度的影響,高壓降會造成很強(qiáng)的噪音,以及使閥芯受到損壞和振顫,因此,為了這個應(yīng)用設(shè)計的閥芯必須具有很高的性能,綜合以上考慮,高噪音和頻繁動作時產(chǎn)生問題的重要因素,因此我們采用迷宮式閥芯來滿足這個工況,該閥使流速降低,另外具有很寬的調(diào)節(jié)比,閥內(nèi)件采用不平衡式設(shè)計、大力矩執(zhí)行機(jī)構(gòu)來保證嚴(yán)密關(guān)斷。
4 、輔助蒸汽控制閥
不同設(shè)備的輔助蒸汽是從主蒸汽降壓得到,由于壓差高,會產(chǎn)生震動和噪音,這類控制閥要避免震動和噪音的產(chǎn)生,另外要求較寬的流量調(diào)節(jié)范圍,結(jié)構(gòu)和材料要能夠適應(yīng)高溫、高壓蒸汽的要求。
5、 除氧器限定蒸汽控制閥
除氧器是個類似于加熱器(在加熱器里蒸汽和給水相混合),另外特殊設(shè)計了能夠去除在給水里的不可壓縮的氣體,
這些氣體中包括氧氣和二氧化碳,它們會損壞和侵蝕管道和鍋爐的直管,通常是將熱蒸汽與除氧器的給水混合使溫度達(dá)到飽和的溫度,這樣就可以清除出去不可壓縮的氣體,
對汽包鍋爐來說蒸汽的提取是從主蒸汽管道的輔助管線上獲得,對管式鍋爐來說,蒸汽從閃蒸罐中或高加熱器末端提取,這樣會比汽包鍋爐的壓力低一些
,蒸汽壓力通常要比需要的壓力高,因此必須減低,這個閥需要考慮噪音的問題。除氧器限定蒸汽閥要求比較苛刻,因為噪音比較高,對一些消音設(shè)備將特別的運(yùn)用。
6、汽輪機(jī)密封壓控制閥
7、疏水閥
有球閥型和截止閥型,閥體一般為鍛造,有A105,F(xiàn)22,F(xiàn)91等材質(zhì),口徑一般1-3“,磅級150-4500#,執(zhí)行器有手動和電動。
● 加熱器輸水系統(tǒng)
在典型的電廠有兩套給水加熱器 低壓加熱器從冷凝泵出來加熱接近飽和時進(jìn)入除氧器,另外一套叫高壓加熱器,
加熱從給水泵出來的除氧水,這樣,高壓且接近飽和狀態(tài)的除氧水進(jìn)入鍋爐 ,兩個系統(tǒng)工作原理相同,不同的是加熱的介質(zhì)
,在低加中常用的是低壓汽輪機(jī)排除的蒸氣。而高壓加熱器用的是再熱部分過熱的蒸汽。給水加熱器是個外殼和熱管的交換器。蒸汽進(jìn)入后冷卻、冷凝成液體
在這個過程中就把熱量傳給了水在加熱器冷凝的液位須高效率控制 ,因此疏水系統(tǒng)是相當(dāng)?shù)木频脑趦商准訜崞飨到y(tǒng)中,
疏水會導(dǎo)致冷凝器出現(xiàn)真空,這個問題就是冷凝水排到冷凝器后就回失去壓力和出現(xiàn)閃蒸。閃蒸的流體會使控制閥和管線受到損壞
,選擇這個閥門時重點(diǎn)是低流阻,盡可能減低流速來避免閃蒸對閥門的損傷降至最低。材料選擇同樣是非常苛刻的
1、高壓加熱器輸水控制閥
對于高壓加熱器輸水系統(tǒng),控制閥要求能夠保證穩(wěn)定的壓力,首先建議選用A217-WC9(A182-F22)或A217-C5(A182-F5)合金鋼,采用硬質(zhì)合金處理的閥芯,材質(zhì)需要抗磨蝕、抗沖擊,當(dāng)壓力等級高達(dá)ANSI1500LB時,建議選用角形結(jié)構(gòu),可以避免磨蝕。閥芯選用迷宮式形式可以使流速減至盡可能低。
控制要求:控制加熱器中冷凝水的位置,及時將冷凝水排放,即高水位排放,正常水位疏水。 工況情況:介質(zhì)為飽和水,加熱器之間的控制閥壓差一般為6-30公斤,最后一級疏水閥直接連接冷凝器或除氧器。 閥門要求:抗閃蒸沖刷,V或VI級密封等級,閥門通常為故障開。
2、低壓加熱器疏水控制閥
對于低壓加熱器疏水系統(tǒng),如果選用直通閥,WC9材質(zhì)的閥門,閥芯經(jīng)過熱處理就是一個不錯的選擇。
3、燃油和氣體控制閥
燃油:不允許密封泄露,在緊急狀況下需要快速響應(yīng)
4、高壓加熱器三通閥
該類閥門設(shè)計用于高加內(nèi)因管路,焊點(diǎn)或疏水系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,或高加需要檢修時,為高壓給水提供旁路。
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給水泵最小流量閥控制方法及應(yīng)用
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高加三通閥

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