高温高压电站平板闸阀的设计与计算.doc

高温高压电站平板闸阀设计与计算

南通市电站阀门有限企业张建华徐相兰王曙光

关键词楔式闸阀平板闸阀设计计算

摘要：通过对现行楔式双闸板（弹性）构造电站闸阀存在问题分析，提出采用平板闸阀构造改善替代方案，并给出设计计算措施，供广大顾客及同行参照

Designandcalculationonhigh-temperatureandhigh-pressure

parallelslidegatevalve

ZHANGJian-huaXUXiang-lanWANGShu-guang

(Nantongpower-stationvalveCo.,Ltd,Nantong226572,China)

Abstract:Thearticleintroducedthestructuraldefectsofexistingwedgegatevalve,andintroducedtheimprovementprogramofparallelslidegatevalvereplacethewedgegatevalve.Inaddition,italsoexpatiatethecalculationmethodsofmainparts.

Keywords:wedgegatevalveparallelslidegatevalvedesignandcalculation

序言

现行600MW超临界机组主汽参数已达24．2MPa、温度538／566℃，1000MW超超临界机组主汽参数已达31Mpa、593℃，主给水系统压力则更高。如此高参数自然对与之配套电站阀门提出更高参数、更高可靠性规定。闸阀以其承压高、工作温度高、双向密封、口径大、规格范围宽、密封可靠等

此类阀门在火力发电站一般用于主蒸汽截止和隔离、主给水泵隔离、高压加热器隔离、汽轮机疏水系统等关键管线，控制高温高压汽水介质有效切断或启动，其承压性能、密封性能、动作性能、使用寿命、维修周期等直接影响机组可靠性、安全性，一旦发生故障，常常导致重大事故，严重威胁机组安全运行。由于阀门故障停机事故几乎每家电厂都曾发生。

二、产品现实状况及其存在问题

长期以来，国产电站闸阀仍然沿用七十年代“三化”设计楔式双闸板或弹性闸板构造，如图1及图2所示为其经典设计构造。

目前许多亚临界机组还在使用，不少阀门厂家主流设计也是此类构造。但数年运行实践暴露出许多问题，详细归纳如下：

1．启闭力矩较大

楔式闸板虽具有强制密封特点，然而启动瞬间存在很大静摩擦力，使得启动力矩很大，必须配置较大功率电动执行装置，才能保证正常启闭，无形中增长制造及运行成本；同步过大关闭力矩极易导致密封面或阀门承载零件损坏，缩短阀门使用寿命。

2．高温楔死

高温状态下，材料强度大大减少，密封面硬度下降后密封副处在胶合粘滞状态，此时如关闭力矩调试不妥，加上阀杆热膨胀，会使密封面比压急剧增长，极易导致所谓闸板与阀座“咬死”。此时如强制启动动作，密封面极易被拉伤引起泄漏，甚至拉断阀杆或闸板T形槽。

3．电装调试规定极为苛刻

对老式楔式闸阀，无论是手动阀门还是电动阀门，一般均未考虑开关指示装置，也无法精确设置开关位置点，顾客操作与调试只能凭经验与手感进行，不是过紧就是过松，过紧会导致咬死或擦伤密封面，过松则易引起内漏。很难精确调正位置，为阀门故障埋下先天隐患。

4．下游侧密封面极易擦伤

此类阀门经典故障是闸板下游侧密封面极易擦伤，引起初期内漏。此现象在大口径或高压差阀门中最为普遍。重要原因有：密封面高温胶合粘滞导致比压下降、高压差不平衡力作用于单侧密封面、启闭瞬间摩擦力擦伤等多重原因。

5．铸造壳体，内在缺陷诸多，外漏隐患严重

壳体材料一般采用WCB、WC6、ZG20CrMoV类材料制造，铸件工艺水平限制，其内在缺陷极多，一般拍片检查很难面面俱到。砂眼、缩孔、裂纹等缺陷大量存在，为外漏、爆管等事故埋下隐患；

6．闸板零件较多，闸板易脱落，构造可靠性不强

闸板组件由上下托板、左右闸板、闸板架、顶心等十余个零件构成，构造松散，运行中发现问题有：阀杆根部退刀槽或销子孔处断裂、闸板脱落、闸板架断裂等故障；

7．中腔超压隐患

中腔超压（文献1，2）问题原设计未采用任何措施，虽然目前仍有许多电厂或阀门生产厂仍未引起重视。发生时虽然具有偶尔性，但它不以我们忽视而隐退，也许就在你眼皮底下发生。电厂许多工况均构成产生“中腔异常超压”要件，采用措施消除隐患已责无旁贷。

8．加工制造精度规定较高

尤其是Z60Y类弹性闸板，两侧密封面角度规定极