给水高加旁路三通阀在中国电厂应用
[摘 要] 蒲城发电厂2号机组的高加旁路阀采用气动三通阀,以实现在危急情况下的旁路切换和机组保护。该机组在整套启动试运过程中,高加旁路三通阀出现“推动”故障,其主要原因是电磁阀和薄膜阀的气源接口距离过近,造成工作压力不足。改进气动控制回路后,保证了三通阀的工作可靠。
[关键词] 高加旁路三通阀 气动控制回路 改进
ImprovementofPneumaticControlLoopforHPBypassT-wayValvesFuGuobin
  蒲城发电厂2号机组是由罗马尼亚设计并制造
的一次中间再热、四缸四排汽、冲动、凝汽式330MW机组,其高压给水依次经过5、6、7号高压加热器以及6号减温器,后送入锅炉省煤器。高加系统采用一级大旁路保护,通过仪用压缩空气来控制和驱动高加旁路三通阀,以实现高加水侧和高加旁路侧的快速切换。在2号机组的整套启动试运过程中,高加旁路三通阀出现了“拒动”故障。通过对“拒动”原因的分析和采取了改进措施,使三通阀的动作得到了可靠的保证。高加三通阀包括入口阀与出口阀，分别安装在高压加热器进口和出口处，当高压加热器发生故障时，水位超过允许水位，紧急切换给水到旁路，保证高压加热器安全解列，从而起到保护高压加热器的作用。

高加三通阀特点：
1.全液动控制系统：动作快，且切换时间快可达2S。
2.也可选择电动入口阀与电动出口阀：操作时间略长，但可以省略2台气动快开阀，简化系统设计。
3.液压缸带阻尼锥，保护系统管路及阀座不受冲击。
4.阀体形式为Z型或角型，旁路方向可在180度范围内调整。
5.阀体为铸造或整体锻造，材料：WCB、A105 或WB36(15NiCuMoNb5)。其中WB36阀体更适合于超临界及更高压力机组使用。

1 高加旁路三通阀的工作原理
1.1 三通阀的有关工作参数高压给水:28MPa,265℃仪用空气:0.6MPa
两位四通电磁阀电源:AC220V电磁阀控制气源管径:<10mm×1mm紫铜管薄膜阀驱动气源管径:<38.1mm镀锌管1.2 三通阀的工作过程三通阀气源连接见图1,三通阀各控制、驱动设备的工作状态分析见表1。表1 三通阀各控制、驱动设备的工作状态工作设备系统正常,投入高加时的工作状态系统保护,投入旁路时的工作状态电磁阀不励磁,1-2接口通,RL10S201OFF励磁,1-3接口通,RL10S201ON1号薄膜阀B1-A1接口不通,C1-A1接口通B1-A1接口通,C1-A1接口不通2号薄膜阀B2-A2接口通,C2-A2接口不通B2-A2接口不通,C2-A2接口通三通阀活塞至上限,投入高加活塞至下限,投入旁路  注:RL10S201为高加旁路三通阀功能代号。图1 原设计高加旁路三通阀气动控制回路

      三通阀的动作原理:高加任一液位高高ϖ联锁柜(HB11-L)送出切除高加指令ϖ执行柜(HAO1-A4)模件SCA4505翻转使电磁阀柜(HZ03-E4)继电器动作,输出AC.220V电磁阀工作电源,三通阀控制电磁阀被励磁ϖ电磁阀1-3接口、2-4接口分别接通,1号薄膜阀A1接口得到气压,2号薄膜阀A2接口排放气压ϖ三通阀气缸活塞下行至下限ϖ切除高加,投入旁路(RL10S201被关闭)。反之,全部高加水位正常ϖ投入高加,切断旁路(RL10S201被打开)。

给水高加旁路三通阀中国部分业绩表

2 高加旁路三通阀的现场试验
2.1 高加旁路三通阀的“拒动”故障
在仪用压缩空气系统安装完毕,电磁阀控制气
源、薄膜阀驱动气源连接检查正确、完毕之后,仪用压缩空气系统投入0.6～0.7MPa的仪用压缩空气,首先对空气管路进行清洗吹扫,确保管路空气的清洁。根据系统安全需要,高加旁路三通阀专门备用200L储气罐,并有弹簧管压力表监视空气压力。在三通阀试验中,首先电磁阀不励磁,缓慢开启气源一次门给储气罐充气,当压力上升至0.45MPa时,1号薄膜阀C1排气口大量排气,系统压力不能升至设计工作压力,三通阀保持原态;关掉气源,给电磁阀励磁,缓慢开启一次门,当压力至0.46MPa时,2号薄膜阀C2排气口大量排气,系统压力不能升至设计工作压力,三通阀“拒动”。

2.2 三通阀“拒动”的原因分析
表2 三通阀“拒动”的原因分析序号可能存在的原因采取的相应对策对策执行情况结论1仪用空气系统气源连接不对按照设计图S1-46-22609施工照图施工OK2电磁阀、薄膜阀接口配管不对分析各控制设备工作状态配管1OK
3电磁阀、薄膜阀、三通阀故障安装前单独试验,三通阀解体检修全部试验、检修OK
4仪用空气带杂质,活塞卡涩管路*吹扫,活塞检修*吹扫、检修OK
5仪用空气系统压力不够空压机启动系统检漏,压力监视检漏,监视压力OK
  注:表中“OK”表示已满足系统要求。
根据表2的分析,安装方面不存在促使三通阀“拒动”的原因,只有从设计方面考虑。据罗方提供的“三通阀气源连接图(S1-46-22609)”,电磁阀的控制气源和薄膜阀的驱动气源均从空气母管处取得,且距离很近。以系统保护动作,旁路投入为例:
当电磁阀被励磁1-3接口接通时,2号薄膜阀阀芯产生位移,使驱动气源在A2、B2、C2接口处切换。在这个本短暂的切换过程中,会出现短暂的三口皆通的情况,即A2-B2-C2皆通,使得压缩空气瞬间泄压。由于控制气源和驱动气源接口距离很近,驱动气源的大流量排气,同时使得控制气源压力降低,造成薄膜阀的切换动作因压力不足而停滞,此时通过电磁阀作用于薄膜阀隔膜上的上顶力和通过薄膜阀B2入口作用于薄膜阀阀芯上的下压力,将因为在瞬间达到力的平衡并得以保持。因此,2号薄膜阀的A2、B2、C2接口持续接通,工作气源泄压时又受到系统气源的补充,使得气源压力得以维持(约为0.45MPa),工作压力不足从而促使了三通阀的“拒动”。所以,电磁阀和薄膜阀的气源接口距离过近是故障产生的关键所在。
另外,罗方设计的储气罐连气方式也有不妥。为起到稳定系统压力的作用,储气罐相当于一个气容元件,因此储气罐必须串行接入系统,空气用户从罐后取压。
3 三通阀气动控制回路的改进
根据仪用压缩空气系统的安装实际情况,把原罗方设计所提供的电磁阀控制气源接口封堵;同时,在高加旁路三通阀仪用空气的气源总接口的上游约3m处,从压缩空气母管上单独引出一路电磁阀控制气源,以与薄膜阀的驱动气源远离。储气罐连气方式按照以上分析要求进行改进。改进后高加旁路三通阀气动控制回路如图2所示,三通阀动作过程中空气压力场的分布见图3。图2 改进后高加旁路三通阀气动控制回路高于一般工业楼面活荷载,ρ值在3以上。因此,可以说老主厂房楼面结构的可靠度水准较高。2.6 《统一标准》对各类构件的β值作了适当调整,同老规范相比,钢筋混凝土受剪构件的β值提高了21.3%,而大偏压构件却降低了12%,钢筋混凝土轴

压、受弯构件的β值与老规范基本一致。这也进一步说明现有主厂房主要构件用现行标准衡量大部分是安全适用的。
3 主厂房结构抗震能力分析
一些老的火电厂原属6度地震区,1986年前后有的改为7度地震区,抗震设计标准前后也发生了较大的变化。过去的结构如果用现行标准去验算它的抗震能力,显然无法满足标准的要求。这里试从“概念设计”总的原则来分析它的抗震能力。
“概念设计”是从59.78规范抗震设计基本要求引伸出来的重要抗震设计原则,扩展了78规范第4条的具体要求,例如强调建构筑物的抗震能力与场地条件的关系,要求建构筑物体型简单,重量、刚度分布均匀对称,平立面形状规则等。从现有厂房建筑场地、地基、结构、体系、平立面布置、建筑材料、施工质量等方面来检查,原设计既符合59.78规范抗震设计基本要求,又与现行规范“概念设计”的重要原则是一致的。因此,可以认为现有主厂房结构有一定的抗震能力。
    另外,把提高结构抗震能力和承载能力的补强措施结合起来。例如加强屋面结构系统,拆换时效敏感的预应力屋架,增补提高抗震能力的支撑。同时,把那些属于脆性破坏的结构,列为处理的重点。例如提高框架横梁抗剪强度,拆换或加强现有厂房砖外墙,增加墙体与柱的拉结等。在可能条件下采取有效措施,一方面提高结构抗震能力,另一方面满足提高承载能力的需要。补强措施要考虑到技术可靠、经济合理和方便施工。
通过以上分折,明确了厂房各种类型结构构件的承载能力和结构的薄弱环节,总的可以认为厂房主体结构安全有效,有一定的抗震能力。因此,一批超过设计基准使用期限的火电厂只要根据需要采取适当补强措施,*可以适应生产技改和使用的要求。空气压力场分布曲线三通阀气动控制回路改进后,经过现场试验,工作可靠。
4 结束语
高加旁路三通阀是高加保护的一个重要设备,为保证系统的安全运行,三通阀的动作切换必须可靠、稳定,这一点尤为重要。对于高加旁路三通阀的气动控制回路,除了上述对电磁阀控制气源的接口作了现场改进以外,91视频看看簧色还考虑改变薄膜阀进气-排气-出气的接口位置,以进一步完善系统设计。这将作为一个新课题,在以后类似的工程中进行现场试验和论证。