1.项目简介
该厂# 7、#8机组是我国早期国产百万千瓦发电机组之一,其给水泵最小流量再循环阀门采用的是美国CV(Copes-Vulcan)品牌。基建时期,CV阀门以较高的质量和新颖的软密封阀座等优势赢得了用户的大量青睐。
我们知道,给水泵最小流量再循环调节阀前后的压差,近似于给水泵的进出口压差。该压差为全厂最大,致使该阀阀内极易产生空化汽蚀,工作环境极为恶劣。大型机组例如超临界机组,采用的是直流锅炉,要求再循环阀做到大小可以调节,而不是开-关两位式调节阀。
所以,大型机组给水泵再循环阀是火电厂最高端的流体控制组元,对其设计、加工和选材等,都有着极高的要求。我们国家新近建设的大型火电机组,尤其是超临界和超超临界机组,给水泵的再循环阀门几乎全部采用进口产品。
2.问题的提出
由于现场工况极其恶劣,压差全厂最大,空化汽蚀等现象严重,即使是Copes-Vulcan这种国际知名品牌的阀门,在经过长时间运行之后,也会产生不同程度的冲刷,有的甚至被冲蚀得面目全非。
图片为CV阀门在某厂的严重冲蚀情况 (并非客户电厂)
该厂为解决再循环阀出现的内漏问题,虽然进行过类似研磨堆焊等多次修复,但并没有彻底解决。后来经过成本核算、质量、安全、经济性等综合方面考虑分析,电厂最终大胆决定将该阀门进行国产化改造。
设备主要参数:
汽动给水泵参数:
序 号 | 名称 | 给水泵 |
1 | 型号 | BGM-CH |
2 | 型式 | 筒式多级离心泵 |
3 | 流量 | 1714.6t/h |
4 | 最小流量 | 647 t/h |
5 | 额定出口压力 | 31.31MPa |
除氧器有关参数:
序号 | 名称 | 单位 | 参数 |
1 | 设计压力 | MPa | 1.5 |
2 | 设计温度 | ℃ | 395 |
3 | 最大出力 | t/h | 1000 |
8 | 滑压运行范围 | MPa | 0.147~1.17 |
原最小流量阀参数:
品牌:Copes-Vulcan
序号 | 名称 | 单位 | 参数 |
1 | 设计压力 | MPa | 47.6 |
2 | 设计温度 | ℃ | 200 |
3 | 流量 | t/h | 647 |
4 | 进口压力 | MPa | 31.31 |
5 | 出口压力 | MPa | 0.147 |
6 | 压降 | MPa | 31.16 |
7 | 阀门型式 | AG | |
8 | SIZE | 150 | |
9 | Rating | LB | 2500 special |
10 | Material: Body | ASTMA127 WC6 | |
11 | Material: NOZZLE | EN 15NiCuMoNb5 |
改造要求:
(1)原阀体不变(下进侧出型),改造阀内组件。
(2)加工西安秦申公司的专利技术—新式迷宫型节流套。
(3)加工新多级迷宫式平衡阀芯。
(4)双密封,软硬结合,新制严密关断软密封阀座。
电厂通过考察及技术方案的反复论证,2013年1月,最终决定由西安秦申特种调节阀有限责任公司承担此次改造任务。
3.CV阀门结构特点及修复难点
图片来自网络
图片来自网络
主要特点:
(1)低进高出、平衡型阀芯结构。
(2)迷宫套筒节流。
(3)软密封+硬密封结合
该阀门的修复难点:
(1)原阀结构较为复杂,精密度要求较高。
(2)原阀阀座软密封材料,是美国太空研究室提供的技术,国内不易模仿取代。
(3)原阀套为迷宫型阀套,如冲刷损坏严重,几乎无法复原。只能更换阀套,更换阀套不仅要求节流效果好,而且对流量控制要求非常严格。
(4)原阀阀座软密封面朝上,对水处理要求高,各部件整体间隙配合精度要求高。
4.西安秦申改造方案
基本思路:原阀门本体、阀盖均不更改尺寸,只需要对原来的阀内件进行改造。增加阀门节流等级,采用进口密封环,提高材质硬度等。
(1)阀体流向不变,阀体结构不做改动,无需切割阀体。
(2)节流部分为迷宫套改造技术,属秦申专利技术。
迷宫阀套配镶适量的节流小件。流体流过节流小件时,进入迷宫流道,流向不断折绕对冲实现节流降压,介质能量被极大耗损,控制了流速,减弱了密封面的冲刷,防止了闪蒸空化破坏。
节流小件(对冲迷宫碰撞多级节流原理)
(3)采用软密封+硬密封结合的密封技术
软密封阀座采用耐高温耐磨的复合材料,改变了原阀软密封的方向,实现零泄漏的同时,大幅度降低了粘连杂质的机率。
(4)阀内件硬化处理技术
阀内件硬度达到HRC70度,国际领先,耐冲刷能力强,寿命更长。
选材:440B(9Cr18MoV)
热处理:阀内件整体渗氮,硬度达到HRC70,远高于国内外同类产品司太立堆焊工艺硬度(HRC45)。
工艺流程:
(5)采用低噪音防振动结构(专利号:200920033061.2),防止可能存在的振动而造成阀杆断裂现象。
5.最小流量再循环调节阀改造效果
从2013年1月份改造至今,已经经过了四年多的稳定运行。2017年机组检修发现,仅密封面有少许吹损。现场进行密封面研磨后,接着投入运行。
6.西安秦申最小流量再循环调节阀的市场使用情况
阀门参数:
公称通径:DN50、80、100、150、200
阀体材料:20# 、12Cr1MoV、WB36、F91、F92
公称压力:PN25、PN32、PN42、PN76MPa
磅级压力:1500、2000、2500、3500、4500LB
西安秦申特种调节阀有限责任公司经过十几年潜心研究,不仅为市场提供了大量优质的给水泵最小流量再循环整体阀门,也改造过十多种各种规格的进口阀门,其中包括美国CV、CCI、MASONEILAN、FISHER,日本ABB、德国HORA、英国HOPKINSONS、WEIR、KENT等品牌。我们改造过的阀门,大量在300MW机组、600MW亚临界机组、600MW超临界机组、660MW和1000MW超超临界机组等应用。
西安秦申最小流量再循环阀门出厂前照片,图片中配套气缸为西安秦申特种调节阀有限责任公司研发制造的大推力活塞式气动执行机构
西安秦申最小流量再循环阀门现场照片
西安秦申最小流量再循环阀门阀内组件
西安秦申最小流量再循环阀门阀内组件
西安秦申最小流量再循环阀门阀内组件
7. 近年来部分最小流量再循环调节阀市场业绩展示
(1) 山西兆光发电有限责任公司2*600MW超临界机组,1台日本ABB.kk小流量整阀更换,3台日本ABB.kk小流量阀内件整体改造。2*300MW机组一台美国CV小流量阀内件整体改造。
(2) 中国国电集团公司霍州发电厂2*600MW超临界机组,1台美国CCI小流量阀内件整体改造。
(3) 大唐三门峡发电有限责任公司2*600MW超临界机组,2台美国CV小流量阀内组件改造。
(4) 安徽阜阳华润发电公司2*660MW超超临界机组,2台美国CCI小流量阀内件整体改造。
(5) 上海外高桥发电有限责任公司4*300MW亚临界机组,8台美国CCI小流量整阀改造。
(6) 大唐珲春发电厂2*300MW机组,6台美国CCI阀整阀更换。
(7) 国电深能四川华蓥山发电有限公司2*300MW机组,3台美国CCI阀整阀更换。
(8) 浙江浙能乐清发电有限责任公司2*660MW超超临界机组,7台美国CV小流量整阀更换,10台美国CV阀内件改造。
(9) 华电国际物资有限公司邹县分公司2*1000MW超超临界机组,4台美国CV小流量整阀修复改造。
(10) 浙江国华浙能发电有限公司4*600MW超临界机组,2台美国CV小流量阀内件改造。
(11) 江西赣能股份有限公司丰城发电厂2*600MW超临界机组,4台日本ABB.kk小流量阀内件改造。
(12) 大唐韩城第二发电有限责任公司4*600MW机组,2台美国MASONEILAN最小流量阀修复改造,2台英国HOPKINSONS小流量阀改造。
(13) 中电投江西电力有限公司新昌发电厂2*660MW超超临界机组,2台德国HORA最小流量阀修复改造。
(14) 国电阳宗海发电有限公司4*300MW机组,1台美国MASONEILAN最小流量调节阀改造。
(15) 贵州盘南发电厂4*600MW机组,2台德国HORA小流量整阀更换。
(16) 大唐户县第二热电厂2*300MW机组,2台美国CV小流量阀内件改造。
(17) 青海华电大通发电有限公司2*300MW机组,3台美国CV小流量阀内组件改造。
(18) 国投曲靖发电有限公司2*300MW机组,2台美国CCI小流量阀内件改造。
(19) 大唐陕西发电有限公司灞桥热电厂2*300MW机组,3台美国CV小流量阀内件改造。
(20) 内蒙古京海煤矸石发电有限责任公司2*330MW机组,2台美国CV小流量阀内件整体改造。
(21) 梅州市梅县区荷树园电厂8*300MW机组,4台美国CV小流量阀内件整体改造。
(22) 浙能兰溪发电有限责任公司4*600MW超临界机组,4台美国CV小流量阀内件整体改造。
(23) 浙能长兴发电有限公司4*300MW机组,4台美国CV小流量整阀更换。
(24) 浙能台州发电厂4*300MW机组,4台小流量整阀更换。
(25) 皖能铜陵发电有限责任公司2*1000MW超超临界机组,2台美国CCI小流量阀内件修理。
(26) 浙江北仑第一发电有限责任公司4*600MW亚临界机组,2台美国CV小流量阀内件修理,更换密封组件。
(27) 四川中电福溪电力开发有限公司 2*600MW机组,1台美国CV小流量阀内件改造。
(28) 国电民权发电有限公司2*600MW机组,2台美国CV小流量阀内件测绘加工。
(29) 淮浙煤电凤台发电分公司4*600MW机组,1台美国CV小流量阀内件改造。
(30) 湖北能源集团鄂州发电有限公司2*300MW机组,2台小流量阀门整阀更换;2*600MW机组,4台美国CCI小流量阀内件改造。
(31) 国电菏泽发电有限公司2*300MW机组,4台英国KENT小流量阀整阀更换。
(32) 山东中华发电有限公司菏泽发电厂2*300MW机组,2台美国FISHER小流量阀整阀更换。
(33) 大唐洛阳首阳山发电有限责任公司2*300MW机组,2台日本ABB气泵最小流量阀整阀更换。
(34) 广州华润热电有限公司2*300MW机组,2台美国CV小流量阀内件改造。
(35) 华能湖南岳阳发电有限责任公司4*300MW机组,2台美国CV小流量阀内件改造,2台整阀更换。
(36) 湖南华润电力鲤鱼江有限公司2*300MW机组,4台整阀更换。
(37) 郑州电力机械厂给水泵大量配套,并远销马来西亚等国家
.......
8. 结论
通过以上大量的成功案例和较长时间的现场考验证明,在此类进口阀门国产化改造方面,国内不仅积累了相当多的成熟经验,并且具有加工周期短,品质优异,现场服务灵活,价格低等突出优势。所以可以推断,发电厂进口阀门的国产化改造已是大势所趋。
取代进口产品,振兴民族品牌。国产阀门的春天真的来到了。
9. 后记
给水泵最小流量再循环调节阀由于运行工况的苛刻,在各大电厂十之八九都存在内漏等问题,多年前我们也曾数次改造失败过。
现在西安秦申终于掌握了有效的针对各大品牌最小流量阀的改造技术,大大提高了改造的成功率。
要永远相信,针对最小流量阀,仅仅简单修复是不能彻底解决问题的。
在此,向进口品牌的同行们致敬,是你们在帮助我们不断进步!