火电厂用高温高压疏水球阀

　　概述

　　汽轮机疏水系统按压力分高压疏水、中压疏水和低压疏水。主要有：汽轮机本体疏水;主、再热蒸汽进汽管道疏水;高中压主汽门、调门疏水;抽汽管道疏水;门杆漏汽及轴封系统疏水;小机供汽管道疏水;其他辅助系统的疏放水。其中高压疏水系统中常用的疏水阀有Y型截止阀和金属密封球阀，其工况参数根据汽轮机参数不同有较大区别，温度最高可达610℃，压力最高在30MPa以上。本文主要介绍一种用于高温高压工况下使用的疏水球阀。

　　结构特点

　　阀体：疏水球阀公称通径一般≤DN100，所引用的场合为高温、高压差。小口径铸造阀体质量很难保证，因此阀体采用一体化锻造结构(无阀盖)，这种结构避免了阀体与阀盖因栓接材料的高温蠕变产生的外漏。

　　球体与阀座：疏水球阀要求严密关断，一般泄露等级要求在ANSI B16.104 V级以上，现也有用户将“阀门运行8小时后，阀后管道1米处温度不超过60℃”作为验收指标。为保证阀门在长期运行后仍能保持严密关断，在球体与阀座的设计及选材上应加以注意。目前采用较多的是球体和阀座运用HVOF超音速火焰喷涂技术，喷涂碳化钨或碳化铬，表面硬度可达HRC65以上，是堆焊司太立6硬质合金硬度的1.6倍。除了保证密封面的硬度以外，还应注意阀座与球体的密封面应尽量远离球体通道开口处，以避免因球口处受力变形而造成的喷涂层剥落。

　　阀座碟簧：可调整预紧力的阀座结构设计，通过阀座碟簧，辅助管线压力密封，提供球体和阀座之间的持续密封力，从而维持密封。阀座碟簧应有足够的预紧力，碟簧预紧力不足是造成阀门内漏的主要原因。

　　多级降压的节流孔板结构：阀门上游带有多级节流孔板的压套组件，节流孔板上钻有很多小孔，这些孔沿着不同的中心线分布，通过这些孔的介质彼此冲撞，从而消减了能量，减小了介质对球体和密封阀座的冲蚀;密封阀座上布置合理的节流小孔，这样可以避免在阀出口侧管道死角中的汽蚀和冲刷。应注意的是，对疏水时间有要求的场合，往往不配置这种结构。比如联合循环发电厂，其主要目的是调峰，电厂的特点是“朝启晚停”，每天都需要疏水，疏水时间就显得尤为重要，节流孔板的设置会大大加长疏水时间，这个是需要加以注意的。

　　问题及改进措施

　　现场最常见的问题是阀门卡涩、不动作，其中一个主要原因是球体、阀座密封面喷涂层剥落(如下图所示)。可能造成喷涂层剥落的原因有很多，设计、制造过程中需注意以下几点：

　　1、密封面喷涂层应注意避开应力集中区域。

　　2、基体材料要有好的强度、硬度，避免在高温高压下产生大的变形量。

　　3、喷涂前，基体表面要清洁、要有好的粗糙度，不能有油污等污渍。

　　造成阀门卡涩、不动作的另一原因是设计选取的驱动装置安全系数不足。根据NB/T 47044-2014《电站阀门》密封试验的规定，当介质温度超过425℃时，可按工作压力的1.25倍进行阀门密封试验，驱动装置一般也是按照工作压力进行选型的，但是这里必须考虑到高温下阀门长期不动作而造成的密封面、填料处摩擦力矩增大问题，故驱动装置的选型应注意有足够的安全系数。

　　结语

　　疏水球阀在电力行业中使用广泛，特别是在高温高压工况下，对阀门的安全性、密封性、可靠性要求严格。所以在设计、制造过程中应充分考虑阀门的强度、材料、工艺、装配等因素。