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1、西安电力高等专科学校_动力工程_系_2014_届毕业设计题目： 发电厂常用阀门的选型及应用 学 号： 2111226 姓 名： 唐博 指导教师： 陈乙冰 专 业： 电厂热能动力装置班 级： 21112 完成时间： 2014 年 06 月 日31西安电力高等专科学校 2014 届毕业设计（论文）任务书系（部）动力工程系专业电厂热能动力装置姓名唐博学号2111226班级21112任务下达时间2014.5.06完成时间题目发电厂常用阀门的选型及应用主要内容及要求主要内容：全面介绍电厂阀门的分类、阀门的型号、阀门的主要结构及阀门的选型。针对电厂热力系统中的（再热机组旁路系统阀门、给水泵最小流量再循环阀

2、门、锅炉给水量控制阀门）进行设计及选型。介绍电厂常用阀门在系统运行中的安全运行。要求：1、熟练掌握电厂阀门的分类、阀门的型号、阀门的主要结构相关知识。2、掌握电厂常用阀门在系统运行中的安全运行操作。3、能根据电厂实际情况，对具体系统的具体阀门进行设计并选型。4、掌握毕业论文的撰写格式。5、按照规定格式完成毕业论文一份，字数不少于一万字。6、除参考各种教学参考书外，尽可能多的翻阅不同年代、不同电厂有关电厂阀门的现场第一手资料。指导教师（签名） 年 月 日学 生（签名） 年 月 日论文题目：发电厂常用阀门的选型及应用专 业：电厂热能动力装置学 生：唐 博指导教师：陈乙冰摘 要本文主要简略介绍火力发

3、电厂常用阀门的应用，通过对阀门的分类、选择、型号编制以及阀门的主要结构的概述开始，分别介绍了关断类阀门（如闸阀、截止阀、球阀、碟阀等）、调节用阀门（如调压阀、节流阀等）、保护用阀门的工作原理及优缺点，介绍了阀门的常见故障及处理、阀门的通用检修步骤，并结合具体电厂的实际情况，叙述了电厂热力系统中再热机组旁路系统阀门、给水泵最小流量再循环阀门、锅炉给水量控制阀门的设计及选型。【关键词】阀门 阀门选型 阀门检修目 录第一章 概述051.1 阀门的功能.051.2 阀门的分类.051.3 阀门的型号.061.4 阀门的主要结构.091.5 阀门的选型.10 1.5.1 选择阀门的步骤.10 1.5.2

4、 常用阀门的特性.10第二章 电厂热力系统中阀门的设计及选型172.1 给水泵最小流量再循环阀门.182.2 锅炉给水量控制阀门.202.3 再热机组旁路系统阀门.21第三章 阀门在电厂中的安全运行243.1 阀门常见故障.253.2 阀门检修.26第四章 总结29致 谢30参 考 文 献31第一章 概述绪 论发电厂的热力系统是由热力设备和汽水管道及各种附件连接而成的有机整体，在这个有机整体中，汽水管道与阀门不仅是生产系统中不可割分的一部分，而且占有重要地位，因为发电厂生产过程的进行和工质的输送，都必须通过管道来完成，阀门是管道的重要部件，只有在管系中布置各类阀门、使介质的运动受到控制，管道设

5、施充分发挥作用，才能满足生产流程的需要，保证系统的安全。现今发电厂机组都向大容量、高参数方向发展，阀门也随介质参数的提高，不断向高温、高压方向发展；随着介质工作压力的提高，阀门也在不断的改进密封结构，采用新型密封材料，提高密封性能；随着机组自动化水平的不断提高，阀门的驱动装置和执行机构都得到了改进，并向着便于集中控制盒遥控的方向发展。发电厂的热力管道系统一般分为蒸汽、给水、凝结水、抽汽、循环冷却水、轴冷水、疏水等管道系统，在这些庞杂的管道系统中，安装有许多阀门，要在机组运行中，保证管道、阀门的安全可靠，做到不滴不漏就必须靠正确地选型及检修人员平时的精心维护和高质量的检修。1.1 阀门的功能阀门

6、是流体管路的控制装置，它的作用有：接通和截断介质；防止介质倒流；调节介质压力、流量；分离、混合或分配介质；防止介质压力超过规定数值，保证管道或设备安全运行等。在发电厂热力系统中发挥着重要作用。据统计一台300MW的机组，大约设了273种不同规格的阀门1370多个。这些阀门能否可靠运行，直接影响着机组运行的安全可靠性。1.2 阀门的分类1.2.1 按用途和作用分类：截止类：主要用于截断或接通介质。如闸阀、截止阀、球阀、碟阀、旋塞阀、隔膜阀。止回类：用于阻止介质倒流。包括各种结构的止回阀。调节类：调节介质的压力和流量。如减压阀、调压阀、节流阀。安全类：在介质压力超过规定值时，用来排放多余的介质，保

7、证管路系统及设备安全。分配类：改变介质流向、分配介质。如二通旋塞、分配阀、滑阀等。特殊用途：如疏水阀、放空阀、排污阀等。1.2.2 按公称压力分类：真空阀：工作压力低于标准大气压的阀门。低压阀：公称压力PN < 1.6MPa的阀门。中压阀：公称压力2.5 < PN > 6.4MPa的阀门。高压阀：公称压力10.0 < PN >80.0MPa的阀门。超高压阀：公称压力PN > 100MPa的阀门。1.2.3 按介质工作温度分类：高温阀：t > 450的阀门。中温阀：120< t > 450的阀门。常温阀：-40< t >120的阀

8、门。低温阀：-100< t >-40的阀门。超低温阀：t <-100的阀门。1.2.4 按阀体材料分类：非金属材料阀门：如陶瓷阀门、玻璃钢阀门、塑料阀门等。金属材料阀门：如铸铁阀门、碳钢阀门、铸钢阀门、低合金钢阀门、高合金钢阀门及铜合金阀门等。金属阀体衬里阀门：如衬铅阀门、衬塑料阀门、衬搪瓷阀门等。1.2.5 按公称通径分类：小口径阀门：公称通径DN < 40mm的阀门。中口径阀门：公称通径50 < DN > 300mm的阀门。大口径阀门：公称通径350 < DN > 1200mm的阀门。特大口径阀门：公称通径DN > 1400mm的阀门。

9、1.2.6 按与管道连接方式分类：法兰连接阀门：阀体带有法兰，与管道采用法兰连接的阀门。螺纹连接阀门：阀体带有螺纹，与管道采用螺纹连接的阀门。焊接连接阀门：阀体带有焊口，与管道采用焊接连接的阀门。夹箍连接阀门：阀体上带夹口，与管道采用夹箍连接的阀门。卡套连接阀门：采用卡套与管道连接的阀门。1.2.7 按传动方式分类：手动阀门：工作时借助手轮、手柄、杠杆或链轮等由人力来操纵。电动阀门：工作时借助电动机、电磁等电力来操纵。气动阀门：工作时借助压缩空气来操纵。液动阀门：工作时借助水、油等液体的压力来操纵。1.2.8 按结构原理分类（目前国际、国内最常用的分类方法）：一般分为：闸阀、截止阀、节流阀、仪

10、表阀、柱塞阀、隔膜阀、旋塞阀、球阀、碟阀、止回阀、减压阀、安全阀、疏水阀、调节阀、过滤阀、排污阀等。1.3 阀门的型号电站阀门型号由7个单元组成，各单元的含意如下：类型代号传动方式代号连接形式代号结构形式代号阀座密封面或衬里材料代号-公称压力代号阀体材料代号1）第一单元是用汉语拼音字头表示的阀门类型代号，如下表。阀门类型代号闸阀截止阀止回阀节流阀球阀碟阀隔膜阀安全阀调节阀旋塞阀减压阀疏水阀 Z J H L Q D G A T X Y S2）第二单元是阿拉伯数字表示的阀门传动方式代号，如下表。阀门传动方式代号电磁动电磁-液动电-液动涡轮正齿轮伞齿轮气动液动气-液动电动 0 1 2 3 4 5 6

11、 7 8 93）第三单元是用阿拉伯数字表示的阀门连接形式代号，如下表。阀门连接形式代号内螺纹外螺纹法兰法兰法兰焊接对夹式卡箍卡套 1 2 3 4 5 6 7 8 94）第四单元是用阿拉伯数字表示的阀门结构形式代号，如下表（同一数字表示的结构形式与阀门类 别有关）。阀门结构形式代号代号类别12345678 90闸阀明杆楔式单闸板明杆楔式双闸板明杆平行式单闸板明杆平行式双闸板暗杆楔式单闸板暗杆楔式双闸板暗杆平行式单闸板明杆平行式双闸板弹性闸板截止阀直通式（铸造）直角式（铸造）直通式（锻造）直角式（锻造）直流式平衡直通平衡角式节流式其 他碟阀垂直板式斜板式隔膜阀屋脊式截至式直流式闸板式旋塞直通式调节

12、式直通填料式三通填料式保温式三通保温式润滑式三通润滑式液面指示器止回阀直通升降式（铸造立式升降式直通升降式（锻造单瓣旋启式多瓣旋启式疏水阀浮球式浮桶式钟形浮子式脉冲式热动力式减压阀外弹簧薄膜式内弹簧薄膜式膜片活塞式波纹管式杠杆弹簧式气热薄膜式杠杆 式安全阀单杠杆微启式单杠杆全启式双杠杆微启式双杠杆全启式脉冲式弹簧式安全阀 封 闭 不 封 闭带散热器微启式带散热器全启式微启式全启式带扳手微启式带扳手全启式微启式全启式带扳手微启式带扳手全启式调节式薄膜弹簧式薄膜杠杆式活塞弹簧式浮子式带散热片气开式带散热片气关式不带散热片气开式不带散热片气关式阀前阀后阀前阀后5）第五单元是用汉语拼音字母表示的密封面

13、或衬里材料代号，如下表。对于PN<1.6MPa的灰铸铁阀门或PN>2.5MPa的铸钢阀门，则省略本单元。阀门的密封面或衬里材料及代号密封面或材料衬里代号密封面或材料衬里代号密封面或材料衬里代号密封面或材料衬里代号黄铜或青铜耐酸钢不锈钢渗氮钢巴氏合金 T H D B硬质合金皮革橡胶酚醛塑料 Y P JSD聚四氟乙烯无密封圈衬胶衬铅SAWCJCQ衬塑料搪瓷渗蹦钢尼龙塑料CSTCSNSN6）第六单元是用数字表示的阀门的公称压力。7）第七单元是用汉语拼音字母表示的阀体材料代号，如下表。阀体材料代号阀体材料代号阀体材料代号阀体材料代号阀体材料代号灰铸铁可锻铸铁球墨铸铁ZKQ铜合金铅合金铝合金

14、TBL铬钼合金钢铬镍钛钢铬镍钼钛钢IPR铬钼钒钢碳钢硅铁VCG1.4 阀门的主要结构发电厂的阀门众多，结构各异，但主要都是由阀体、阀盖、阀杆、填料盒、填料、启闭件、阀座、支架、驱动装置等零部件组成的，现以如下图所示的电动截止阀为例说明阀门的结构。1）阀体。 阀门的主体，是安装阀盖、安放阀座，连接管道的重要零件。2）启闭件。 由于种类较多，叫法也多样，如阀芯、阀瓣、门芯、闸板、蝶板、隔膜等，它是阀门的工作部件，与阀座组成密封副。3）阀盖。 它与阀体形成耐压空腔，上面有填料盒，它还与支架和压盖相连接。4）填料。 在填料盒内通过压盖能够在阀盖和阀杆间起密封作用的材料。5）填料压盖。通过压盖螺栓或压套

15、螺母，能够压紧填料的一种零件。6）阀杆螺母。它与阀杆组成螺纹副。也是传递扭矩的零件。7）驱动装置。驱动装置是把电力、气力、液力或人力等外力传递给阀杆用来启闭阀阀门的装置，如上图所示。根据输出轴运动方式的不同可分为多圈回转式、部分回转式和直线往复式。多圈回转式适用于阀杆或阀杆螺母需要回转多圈才能全开或全关的阀门，如截止阀、闸阀等。部分回转式适用于阀杆回转在一圈之内就能全开或全关的阀门，如球阀、蝶阀等。直线往复式适用于阀杆只做直线往复运动就能全开或全关的阀门，如电磁阀等。8）阀杆。 它与阀杆螺母或驱动装置相接，其中间部位与填料形成密封副，能传递扭力，起开闭阀门的作用。9）阀座。 用镶嵌等工艺将密封

16、圈固定在阀体与启闭件组成密封副。有的密封圈是用堆焊或阀体本体直接加工出来的。10）支架。 支撑阀杆和驱动装置的零件。有的支架与阀盖做成一整体，有的无支架。1.5 阀门的选型正确选型是保证设备、装置及管道输送系统不因计划外维修，更换阀门而影响正常运行的先决条件，这是阀门选购过程中非常重要的一关。阀门应根据管道系统的介质种类、参数、通径、泄露等级、启闭时间进行选择，以满足汽水系统关断、调节、保证安全运行的要求和布置设计的需要。阀门的形式、操作方式，应根据阀门的结构、制造特点和安装、运行、检修的要求来选择。当有特殊要求时，可提高等级选择。为了正确的选用阀门，必须对各种阀门的特性进行详细的了解。1.5

17、.1 选择阀门的步骤1）明确阀门在设备或装置中的用途，确定阀门的工况条件、介质、工作压力、工作温度等。2）确定与阀门连接管道的公称通径和连接方式：法兰、螺纹、焊接等。3）确定操作阀门的方式：手动、电动、电磁、气动或液动、电气联动或电液联动等。4）根据管线输送介质、工作压力、工作温度确定所选用阀门的壳体材料和内件的材料：灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、碳素钢、合金钢、不锈钢等。5）选择阀门的种类：闭塞阀门、调节阀门、安全阀门等。6）确定阀门的形式：闸阀、截止阀、球阀、蝶阀、节流阀、安全阀等。7）确定阀门的参数：对于自动阀门根据不同的需要，要先确定允许流阻、排放能力、背压等，再确定管道的公称通径和阀座

18、孔的直径。8）利用现有的资料（阀门产品目录、阀门产品样本等）选择适当的阀门产品。9）确定所选用阀门的几何参数、结构长度、连接形式及尺寸、开启和关闭后高度、方向的尺寸、连接的螺杆孔尺寸和数量、整个阀门的外型尺寸等。1.5.2 常用阀门的特性1）截止阀截止阀是指用阀芯作启闭件并沿阀座密封面的轴线作升降运动而达到开闭目的 阀门。也叫做球形阀，切断阀、截门等。主要功能是接通或切断管路介质。截止阀通常作为关断用阀门。如图。截止阀的优点：结构简单，制造与维修方便，启闭时，阀杆沿轴线作直线运动，密封面间几乎无摩擦，且开启高度小（理论开启高度为阀座口径的1/4），因此阀门的总高度相对较小。截止阀的缺点：流动阻

19、力较大，结构长度较长，启闭力矩较大，介质流向有要求（一般为下进上出）等。2）闸阀闸阀是指用闸板作启闭件并沿阀座密封面作相对运动而达到开闭目的的阀门。闸阀通常作为关断用阀门，如图。闸阀的优点：流道畅通，流动阻力小，启闭省力，结构长度较短，对管路介质流向不受限制等。闸阀的缺点：密封副有两个密封面，加工较复杂，成本高。相对其他阀门要高大一些，启闭时间较长，启闭时密封面间相对摩擦，易引起擦伤。3）节流阀节流阀是指通过阀芯改变通道截面积来达到控制流体流量或降低流体压力的调节阀。它主要用作节流，但因其调节精度不高，不能作调节阀使用。节流阀的外形结构与截止阀基本相同，只是改变了阀芯结构和采用了小螺距阀杆，如

20、图。阀芯主要形状有窗形、塞形和针形三种。窗形适用于大口径阀，塞形（也叫圆锥形）或针形适用于小口径阀。阀体结构有直通式和角式。由于节流阀介质在阀瓣与阀座之间流速很高，缝隙很小时极易冲蚀密封面，因而不宜作切断阀用。4）球阀球阀用带圆形通孔的球体作启闭件，并绕垂直于通道的轴线旋转实现启闭动作的阀门，也叫球心阀。它是在旋塞阀的基础上发展起来的，可以说是旋塞阀的一种特殊形式。球阀既可作关断阀，又可作调节用，如图。球阀的优点：流动阻力小，球体的通道直径几乎等于管道内径，故局部阻力损失只有同等长度管道的摩擦阻力；开关迅速且方便，一般情况下球体只需转动90°就能完成全开或全动作，并且密封性能较好等。

21、球阀的缺点：使用温度不高。5）蝶阀碟阀的启闭件为圆盘状，俗称蝶板，一般为实心。大型蝶阀的蝶板制成空心（隔板式）。蝶板是通过转轴使其旋转，来完成阀门的启闭过程，也叫蝶形阀，如图。蝶阀的优点：长度短、重量轻、体积小，与闸阀相比重量约可减轻一半；蝶板只需转动90°，因此易于实现快速启闭；由于蝶板两侧均有介质作用，使力矩互相平衡，驱动力较小；蝶阀的阀体通道与管道相似，蝶板表面又常呈流线型，故流阻较小；蝶板表面形状及其在不同的旋转位置，可以改变流量特性，因而也常用来调节流量。蝶阀的缺点：由于蝶阀的密封副受材料限制，多采用软密封结构，故不适用于高温和高压的场合；近年来，随着技术进步和发展，已经研

22、制出硬密封蝶阀，可使用的温度和压力有了较大提高。6）隔膜阀隔膜阀是指用弹性隔膜作为启闭件和密封件的关断阀。阀杆通过隔膜与介质隔绝，隔膜在阀杆的带动下沿阀杆轴线作升降运动而启闭阀门。如图所示，隔膜阀的内部结构与其他阀门的主要区别在于无填料盒，而是采用强度较高或耐磨的材料作隔膜把阀门内腔与阀盖驱动部件隔开，因而消除了阀门的驱动部件易受介质浸蚀造成外泄的隐患。隔膜阀的优点：结构简单，便于维修，流阻小，密封性能好等。隔膜阀的缺点：耐温性能差，承受压差的能力也很有限。7）止回阀止回阀是指能自动阻止流体倒流的阀门，也叫逆止阀、单向阀等，它属于保护用阀门，如图。常用止回阀有两类：1）升降式止回阀（包括卧式和

23、立式）。是由流体自身流动的能量来驱动的。当流体流入阀门时，阀芯被流体推开而上升，通道开启，当流体停止时，流体回流，阀芯在其自重和流体重量压下，通道关闭。如上图（a）和（c）。2）旋启式止回阀。阀芯围绕阀座外的销轴旋转，流动阻力比升降式稍小。这种止回阀当其公称口径DN > 600mm时，为减小关闭时的冲力，往往做成双瓣式或多瓣式，有时还设有缓冲装置。如上图（b）。由于止回阀的作用是防止管路中流体的倒流，因此常被选用于泵的出口和抽汽、排汽等管道的出口端。止回阀安装时应注意流体进出口流向。升降式垂直阀芯止回阀应装在垂直管道上，而升降式水平阀芯止回阀应装在水平管道上，旋启式止回阀宜安装在水平管道

24、上。8）调节阀调节阀是一种能按控制要求，借助驱动装置来调节阀门的开度，以改变阀内的通流截面积，使流体压力、流量发生变化或保持一定数值的阀门。从流体力学观点看，调节阀相当于一个局部阻力可变的节流元件，因此能适应不同使用条件和工况变化的需要，在电厂系统中得到广泛的应用，并在电站阀门中占有重要的位置。调节阀的结构有多种，如上图。常见的阀瓣分平衡或非平衡式两种，调节件形状有针形、抛物线形、缝隙形、笼形和叠片形等，高性能的调节阀，目前主要在抗汽蚀、高压差、无泄漏、低噪声和提高通疏能力等方面进行改进，重点是对阀内件采取措施。由于调节阀的严密性难以保证，所以不宜作关断。通常要与关断阀串联在一起使用。当调节幅

25、度小且不需要经常调节时，在下列管道上可以用截止阀或闸阀兼作关断和调节用：1）设计压力不大于1.6MPa的水管道。2）设计压力不大于1.0MPa的蒸汽管道。9）减压阀减压阀是指利用节流原理将流体的出口压力降低并自动保持在某一需要的出口压力的调节阀门。在减压阀的多种结构类型中常用的有薄膜式和活塞式两类。薄膜式又包括带副阀（先导阀）的和不带副阀的两种。活塞式减压阀一般都带有副阀。如图为带副阀的减压阀：弹簧薄膜式减压阀一般适用于温度不高的场合，它的运动部件的摩擦力比活塞式的小，所以灵敏度较高。与此相反，活塞式减压阀的灵敏度低，但适用的压力和温度范围较大。减压阀在安装时进出口方向不应装反，应水平安装的不

26、应装在垂直管道上。10）安全阀安全阀是用来防止锅炉、压力容器等设备或管道因超压而损坏的阀门。安全阀结构主要有弹簧式、杠杆式和脉冲式安全阀三类。如上图。1）弹簧式安全阀，如上图（a）所示。弹簧式安全阀结构轻便紧凑，灵敏度也较高，安装位置不受限制，而且因为对振动的敏感性较小，故可用于移动式的压力容器上。这种安全阀的缺点是所加的载荷会随着阀的开启而发生变化，即随着阀瓣的升高，弹簧的压缩量增大，作用在阀瓣上的力也跟着增加。这对安全阀的迅速开启是不利的。另外，阀上的弹簧会由于长期受高温的影响而使弹力减小。用于温度较高的容器上时，常常要考虑弹簧的隔热和散热问题，从而使结构变得复杂。2）重锤杠杆式安全阀，如

27、上图（b）所示。重锤杠杆式安全阀结构简单，调整容易而又比较准确，所加的载荷不会因阀瓣的升高而有较大的增加，适用于温度较高的场合，过去用得比较普遍，特别是用在锅炉和温度较高的压力容器上。但重锤杠杆式安全阀结构比较笨重，加载机构容易振动，并常因振动而产生泄漏，其回座压力较低，开启后不易关闭及保持严密。3）脉冲式安全阀，如上图（c）所示。脉冲式安全阀具有动作灵活、准确、启闭延迟小、关闭严密、排汽能力大等优点，因此，在高参数大容量锅炉上得到广泛的应用。11）旋塞阀旋塞阀是指用带孔的塞体作启闭件，并绕垂直于管道中心线的轴线旋转，完成阀门的启闭动作的阀门。旋塞阀的优点在于结构简单，占地小，易安装，启闭只需

28、旋塞转90°。但旋塞阀的旋塞圆锥面必须严密配合，故存在制造难度大、密封面易损坏和温度升高时旋塞易卡死等缺点。12）疏水阀疏水阀是指从蒸汽管道或用汽设备中自动排除冷凝水的阀门，也称阻汽排水阀。它广泛用于蒸汽管道、汽水分离器、蒸汽冷凝器和热交换器等管道和设备，安装在管道最低处。疏水阀的选用正确与否，对于节省能源，保证供汽系统的正常运行时很重要的。选用时应根据排放的冷凝水的最大排量，进出口压差，并通过适当修正后才能确定。13）水封阀水封阀是指阀盖填料室带有水封结构的阀门。水封阀的总体结构与闸阀或截止阀基本相同，但从阀门类别中，它又属于独特的一类，因为这种阀门的阀盖填料室带有一个水封结构，也

29、称水封室。当把具有一定压力的水（一般不大于1MPa）注入水封室，就可以使系统与大气隔离，起到密封作用，一般水封阀具有较好的气密封性能。在工作压力处于真空的管道上一般装设水封阀。第二章电厂热力系统中阀门的设计及选型 给水泵最小流量再循环 锅炉给水量控制调节阀的选型步骤：1）确定工况条件 a、P1、P、Q、T1，流体特性，允许噪音等； b、选择阀体和阀内件要求的合适压力等级。2）调节仪表条件 流量特性、作用形式、调节仪表输出信号、位置反馈信号等。3）管道连接条件 公称压力、连接型式、管道尺寸、材质等。4）计算初始Cv值、 检查汽蚀和噪音水平。5）选择阀体、阀内件尺寸 a、根据要求的Cv值，选择阀体

30、和阀内件尺寸； b、注意行程、阀内件组别和关闭等级。6）选择阀体、阀内件材料7）选择阀内件类型 a、如果没有噪音或汽蚀，选择标准阀内件； b、如果噪音很高，选择降噪阀内件； c、如果噪音很高，并有汽蚀，选择特殊阀内件。8）综合工艺等条件确定执行机构的型式9）确定调节阀附件10）填写选型表和规格2.1 给水泵最小流量再循环阀门给水泵最小流量再循环阀门，其调节信号取自给水泵出口流量计，保证给水泵出力不小于额定流量的30%，以防水泵汽蚀。为防止最小流量调节装置在运行中发生故障，另设置旁路作为备用，旁路管上装有一只多级节流孔板和两个串联的常闭隔离阀。正常情况下，最小流量调节阀后的隔离阀锁定在开启位置，

31、以免误操作使再循环不畅。最小流量调节装置靠近除氧器水箱布置，防止当给水通过调节阀后，可能产生汽化出现的两相流动。2.3.1 概述最小流量控制阀是给水泵的重要设备，与125、200、300、600MW机组锅炉给水泵配套使用。当给水流量由于机组运行工况所限低于某一最小值时，将导致给水泵内介质汽化而使设备无法工作甚至损坏。最小流量控制阀就是当给水流量减小到最小流量时，立即打开，介质经控制阀回到除氧器；当给水流量达到一定量时，最小流量控制阀关闭，系统进入正常工作。运行时给水泵出口压力很高，而除氧器压力很低（0.8MPa以下），所以，最小流量阀须承受很高的压差。采用多级套筒小孔式节流罩，通过阀芯上下移动

32、改变节流面积，实现流量的调节；小孔式节流罩即是一只节流元件，又是消音器，故该阀门噪音小，耐气蚀；密封面采用免冲刷结构，选用合理的耐冲刷不锈钢材料和适当的表面硬化处理，大大延长使用寿命 ；合理安排压降，通道设计顺畅，避免产生闪蒸、气蚀和涡流；平衡型阀芯设计使阀杆受力较小，操作机构较小。该阀调节平稳、气蚀小、振动轻、噪音低、磨损小、寿命长，该阀门采用简易装配结构，拆装方便、维修简单。另外一种结构为迷宫式节流罩。该型阀门采用多片迷宫片叠合而成的迷宫盘构成节流件，水流在迷宫中曲折来回而节流降压，通过阀芯上下移动来改变节流面积实现调节流量。具有抗气蚀、耐磨损、低噪音、调节平稳的特点。是当今高压差阀门技术

33、新潮流。2.3.2 技术要求给水泵最小流量保护装置包括给水泵最小流量再循环阀、截止阀、压力变送器、差压变送器及过程控制器等。其中最为关键的设备是给水泵最小流量再循环阀，该阀的主要技术要求应满足：1） 良好的严密性通常，机组在正常运行时，最小流量再循环阀是处于关闭状态，阀门入口压力即为给水泵出口压力，阀门出口压力为除氧器的工作压力，因此，再循环阀要承受200300kg/cm ²或更高的压差，这对阀门的严密性提出了极高的要求，因此阀门一旦出现泄漏，不仅会使阀内件产生冲刷、损坏，而且还直接影响电厂的安全经济运行。2） 能够自动连续调节目前，大型机组一般都采用调速泵。下图为给水泵变速性能曲线

34、，其中也给出了给水泵的最小流量特性曲线。由图可知，给水泵的最小流量是随转速变化而变化的，给水泵转速不同，其对应的最小流量也不同，这样，最小流量再循环阀在参与给水泵的流量调节时，再循环阀的流量也应不同。所以，最小流量再循环阀应能按泵的流量要求，自动连续调节，且调节稳定，这对保证给水泵的安全和经济运行都是非常重要的。3）再循环阀在承受极高压差的同时，必须有效地防止汽蚀的产生，并减少振动和噪音。4） 防汽蚀问题目前，最小流量再循环阀的防汽蚀问题是采用多级节流、逐级减压的结构，在设计上使每级节流所承受的压差均小于差压，最后一级所承受的压差一般不应超过全部压差的10%（如下图）。由于各个节流元件两端的压

35、降得到了有效的控制，从而可避免汽蚀的产生，同时，由于流体冲刷阀内件的速度降低，也减缓了对阀门的侵蚀，延长了阀门的使用寿命。 2.2 锅炉给水量控制阀门正常运行中锅炉给水流量控制主要通过调节汽轮机转速实现。给水操作台只作为给水流量的辅助调节手段，它是由两只并联的电动给水调节阀和电动闸阀组成。引进型机组不设给水操作台，只在省煤器入口联箱前设置一个电动截止阀和止回阀，锅炉给水量变化全部依靠调节给水泵转速来实现，这不仅避免了节流损失，而其使给水泵在很大负荷范围内处于高效区。锅炉给水控制阀特点：如果给水泵不具有速度控制时，在负荷100%时给水控制阀用作控制阀。给水控制阀常在锅炉负荷启动时运用(有或没有变

36、速泵)。稳定的控制良好的追踪表现；为给水阀特殊设计的套筒和阀芯来达到严密和高耐久性；在小开度控制时标准的迷宫阀内件和多孔笼式阀内件将会抑制汽蚀产生。在这个阀里，存在两个对立的功能。在满负荷状态时通过这个阀门以最小的压力降通过最大的流量来达到预期的最佳效率；当锅炉启动期间高压差、小流量。为了满足以上两个功能，就需要该控制阀门具有很大的调节比，该阀门相当于两个阀门的功能，30%的启动阀(旁路)通常选用迷宫式阀内件，而全负荷时选的多孔笼式型。许多电厂使用一个启动阀和一台主阀来完成以上功能的。启动阀要满足小流量、耐气蚀，而主阀要满足大流量、小压差的工况，迷宫阀内件可以使同一阀门满足整个范围的要求。这个

37、阀的要求是：大的调节比和小流量时耐气蚀；最大流量的低流阻；泄露等级满足V级关断。2.3 再热机组旁路系统阀门我国的再热机组多采用高、低压串联的两级旁路系统。高压旁路系统的阀门一般包括减温减压阀（BP）、喷水隔离阀（BD）和喷水调节阀（BPE）。低压旁路系统的阀门一般包括减温减压阀（LBP）和喷水调节阀（LPE），此外还可以根据用户需要选配低压旁路喷水隔离阀（LBD）及三级减温水调节阀（TSW）。2.5.1 高压旁路减温减压阀高压旁路减温减压阀也叫高压旁路阀，它是用来将新蒸汽减温减压到规定参数的特殊法门，其减压主要通过改变阀门开度（即节流程度）来实现的，而减温则是通过改变减温水的流量来实现的。下

38、图为高压旁路减温减压阀本体部分的结构示意图。从图中可看出，阀体呈双球形，上部小球为高压腔，连接主管道蒸汽；下部大球为低压腔，与低温再热蒸汽管道相连。进汽管、阀体和排汽管呈Z形布置，整体由铸钢加工而成。低压腔室的底部用底盖封闭，底盖通过减温水法兰连接减温水管道，并支撑着一个曲线多孔圆筒喷射罩和减温水喷嘴。喷射罩可以使汽水混合均匀并防止水滴直接冲击阀体，同时，当蒸汽通过时又起到进一步节流降压和降低噪声的作用。检修时可以打开底盖，抽出阀杆。高、低压腔室之间为阀门的通道。两球腔间安装了阀芯和阀座的密封面，密封面上堆焊了硬质合金。阀座和阀体采用焊接。阀座的进汽部分设有8根筋，与阀杆有两个配合面，以减缓侧

39、向冲击力。阀杆于阀芯锻成一体，并在阀芯的圆柱体上铣出了16条槽道，当阀门开启时，蒸汽流过这些槽道而降压。阀芯通过上下两个支撑面支撑，改善了细长杆的工作条件。阀杆的上部与阀体之间采用填料密封，并用冷却水进行冷却。阀杆的中心位置由上部的导向套与下部喷嘴体内的中心孔共同确定。新蒸汽由上部进汽管进入高压腔室，当阀杆向下移动时，蒸汽通过花瓣形的槽道减压后向下流入低压腔室，与喷水混合后通过喷射罩流出。这种阀门流通能力大，有良好的调节型线和减温能力，阀芯与阀座之间的密封能力强，并可快速开启或关闭，可起到调节阀、截止阀和安全阀三重作用，所以又称三用阀。2.5.2 低压旁路减压阀与高压旁路阀不同，低压旁路阀仅作

40、减压用，另设管式减温器。如下图所示为低压旁路减压阀本体部分的结构示意图。由图可以看出，阀体为角式结构，用耐热铁素体材料锻造而成，设有单一密封圈座，阀座表面堆焊有硬质合金。阀芯与阀杆采用装配式连接，阀芯的钟罩外园开有四个矩形进汽口，阀杆带动阀芯上下移动，可改变矩形的面积，蒸汽流经矩形孔时进行节流降压。在阀杆引出端设有填料密封装置。2.5.3 高压旁路减温水调节阀高压旁路减温水调节阀通过改变减温水流量来调节进入再热器的蒸汽温度。如上图所示为高压旁路减温水调节阀本体部分的结构示意。由于减温水来自给水泵出口的高压给水，进出口压差较大，所以该阀门采用三级节流设计，阀芯和阀座各三个，形成三个可以渐变的通道

41、。这种结构可减小高压差减温水对阀芯的吹损而导致的泄漏。阀体整体呈Z形结构，阀座与阀体通过焊接方式连接。阀杆于阀芯连接成有机整体，在阀杆的下端开有连通孔，在阀门关闭时可以导出底部插孔内的存水，有利于阀门的关闭。2.5.4 高压旁路减温水隔离阀高压旁路减温水隔离阀主要用于在高压旁路阀关闭时，实现对高压减温水的严密隔离，以防止减温水漏入再热器。如下图所示为高压旁路减温水隔离阀本体部分的结构示意图。阀体通过模锻而成，阀座表面堆焊有硬质合金，阀盖采用自密封结构。该阀具有密封性能好，耐冲刷、耐高压差的优点，能较好满足热备用需要。2.5.5 低压旁路减温水调节阀低压旁路减温水调节阀通过改变减温水量来控制低压

42、旁路出口的蒸汽温度。如下图所示为低压旁路减温水调节阀本体部分的结构示意图。由图可以看出，阀体为直通式结构，用压成半球形的外壳焊接而成。阀座与阀体采用焊接连接，具有一定挠性，从而提高了与阀芯之间的密封性能。阀芯与阀杆连成一体，阀杆上下移动改变阀门开度来调节减温水量的大小。当旁路停用时，为防止空气漏入而影响凝汽器真空，在结构上采取了两条措施：使阀芯向上为开启，向下为关闭，这样即使凝结水失压也不至于使空气漏入凝汽器；阀杆的引出端设有填料函并通有密封水，一旦填料失效仍可通过密封水保持密封。当阀门关闭时，出水侧如有高温蒸汽漏入，密封水又兼有了冷却作用。第三章 阀门在电厂中的安全运行在各类管网系统中，阀门

43、有“咽喉”之称。由于阀门性能和质量问题造成的泄漏、停产、重大事故，给工业生产的正常运行、人身安全、财产等带来了不可估量的损失（如震惊世界的美国三里岛核电站事故）。据有关资料统计，每年世界上引起的重大生产事故，其中1/3是由于阀门事故所造成的。具体到电力行业，由于阀门不能正常工作带来的经济损失也是非常巨大的。现在发电厂使用的阀门是一类涉及机械、电子、控制、振动及材料科学等多个学科的机电产品，在使用过程中还面临不少的难题，解决面临的难题具有一定的难度。1. 对阀门进行研究的必要性60年代之前，对阀门的研究并未引起人们足够的重视，直到美国发生了三里岛核电站事故后，才渐渐被政府及研究人员所重视。口前，

44、随着电网和发电厂的不断改造，阀门方面面临的问题也被提上了议事口程，分析其原因有只个方面:工况的变化:近几年，在国内外新建的电厂中，采用了超临界机组等新技术，随着大机组参与调峰和超超临界机组投产运行，使得阀门的运行工况更加恶劣。在日木，原超临界汽轮机的蒸汽参数标准为24.2MPa, 538/566，现在己经提高到超超临界的31.1MPa, 593,温度还将进一步提高到600/610。由此可见，高参数的工况对阀门的各方面性能提出了更高的要求。经济性方面:作为电站辅机的一个重要组成部分，一般情况下，一台机组的配套阀门约几千只，如果是超临界机组大约有1/10的阀门是工作在超临界状态。数量众多的阀门产生

45、的能量损失是可观的。能量损失主要有泄漏和由于阀门节流特性产生的损耗2种。当前开展的多项研究都是围绕生产的经济性以减小能量损耗为目标进行的。对于泄漏问题可通过加强泄漏的监测、提高阀芯控制精度或改变密封结构、研制新型的密封材料等手段解决;至于节流特性造成的损失，要通过改进结构解决。面临的问题多，对阀门失效机理开展的研究较少:从阀门的应用中可以看出阀门面临的问题具有多面性(阀门的强度、密封性、寿命、控制系统的可靠性不能满足要求以及阀门工作时产生的振动对机组具有耦合效应等)。多年来由于存在重主机，轻辅机的观念，对阀门开展的研究没有放到重要的位置上来。国内有多家研究机构开展这方面的研究，取得了不小的进步

46、，但与国外先进技术相比仍存在较大的差距。2. 电站阀门面临的技术问题控制(决定阀门动作的可靠性)主汽阀和再热汽阀的控制系统故障是汽轮机五大事故之一，主要表现在阀门开度与设计不符，包括传动机构失灵、行程超前、滞后，这些影响到阀门的强度和振动。阀门的开度控制直接影响到汽机的工作状况，因此受到高度重视，已成为研究的核心问题之一。强度(应满足寿命、刚性要求)机组的频繁启动对阀门强度及阀门使用寿命的影响尤为突出，特别是用调节阀调速的汽轮机，以往研究的重点放在阀门的控制问题上，现在看来强度问题也不容忽视。power engineering杂志副主编撰写文章强调科研工作者不应把全部的注意力都集中在控制问题上

47、，应注意加强对阀门强度、寿命、密封性的研究，因为它们是阀门工作最基本的条件。振动阀门开度变化、执行机构的动态性能不佳和阀体存在泄漏都是产生振动的原因，振动对阀门本身伤害很小，但对整个机组影响很大，表现在产生低频振荡。泄漏(内漏和外漏)泄漏不仅是产生振动的原因，而且外漏还会造成污染，内漏还会造成能量损失。解决泄漏问题，在一定程度上可以避免系统发生振动，同时也可延长设备的寿命，提高效率。3.1 阀门常见故障阀门在长期运行状况下会有不同程度的腐蚀、磨损、变形和泄漏。阀门的种类不同，工作条件不同，造成的故障也不尽相同。现将常见故障产生的原因及消除方法列入下表：阀门常见故障原因及消除方法故障名称产生原因

48、消除方法阀门本体漏阀体浇铸质量差，有砂眼气孔或裂纹；阀体补焊时出现裂纹磨光怀疑有裂纹处，用4%硝酸溶液侵蚀，如有裂纹，便可显示出来然后补焊。补焊时要注意焊前预热和焊后热处理阀盖结合面漏1.自密封结构加工精度低2.螺栓紧固力不够或紧固力不均匀3.门盖垫片损坏4.结合面不平1.提高加工精度，改进密封结构2.注意紧螺栓时的先后顺序，紧固力一致3.更换垫片4.重新修磨结合面填料盒泄漏1.填料压盖未压紧，过紧或压偏2.加装填料的方法不当3.填料的材质选择不当，或质量差已老化4.阀杆表面粗糙或成椭圆1.检查并调整填料压盖，均匀用力拧紧压盖螺栓2.按规定的方法加装填料3.选用合乎要求的填料，及时更换或补充新

49、填料4.修磨阀杆阀瓣与阀座结合面泄漏1.关闭不严2.研磨质量差3.阀瓣与阀杆间隙过大，造成阀瓣下垂或接触不良4.密封面堆焊硬质合金的耐磨性差，质量低，龟裂或有杂质卡住1.改进操作，重新开启或关闭2.改进研磨方法，重新研磨3.调整阀瓣与阀杆间隙或更换阀瓣的紧固螺母4.重新更换或堆焊密封圈，消除杂志阀座与阀体间泄漏1.装配太松2.有砂眼1.去下阀座，对泄漏处补焊而后车削加工，在嵌入阀座后车光，或换新阀座2.对有砂眼处进行补焊，然后车光并研磨阀瓣腐蚀损坏阀瓣选材不当1.按介质性质和温度选用合适的阀瓣材料2.更换合乎要求的阀门，安装时应符合介质的流动方向阀瓣与阀座有裂纹1.合金钢结合面堆焊时有裂纹2.

50、阀门两侧温差太大对有裂纹处补焊，进行适当的热处理后车光并研磨阀瓣与阀杆脱离造成开关不灵1.修理不当或未加螺母垫片，运行中汽水流动使螺栓松动销子脱出2.运行时间过长，使销子磨损或疲劳破坏1.根据运行经验及检修记录，适当缩短检修间隔2.阀瓣与阀杆的销子要合乎规格，材料质量要合乎要求阀杆及于其配合的螺纹套管的螺纹损坏，或阀杆头折断、阀杆弯曲、阀杆于阀套磨损1.操作不当，用力过猛，或用大钩子关闭小阀门2.螺纹配合过松或过紧3.操作次数太多，使用年限太久4.调节阀阀杆在蒸汽气流作用下振动至疲劳断裂1.改进操作，一般不允许用大钩子关闭小阀门2.制造备品时要合乎公差要求，材料适当3.重新更换配件4.在汽室中

51、加挡板，减少汽流对阀杆于阀的横向激振阀杆升降不灵或开关不动1.冷态下关得太紧，受热后胀住2.填料压得过紧3.阀杆与阀杆螺母损坏4.阀杆与填料压盖的间隙过小5.填料压盖紧偏卡住6.润滑不良，阀杆严重锈蚀1.用力缓慢试开或开足拧紧再关0.51圈2.稍松填料压盖螺栓试开3.更换阀杆及螺母4.适当扩大阀杆与填料压盖的间隙5.重新调整压盖螺栓，均匀拧紧6.高温介质通过的阀门，应采用纯净石墨粉为润滑剂3.2 阀门检修各类阀门分别有各自个检修工艺，下面介绍通用阀门检修步骤：1）修前准备1.文件准备：查阅相关检修台账、检修作业指导书、记录表格、安全、技术交底、开工工作票等。2.物资准备：所检修阀门的备品、检修阀门所使用的材料、检修现场所使用的密封件备品、为作安全措施所使用的堵板等其它物资。3.工具准备：各种扳手、手锤、錾子、锉刀、撬棍、照明工具、研磨工具、打压工具、起重工具、零部件存放工具等。4.检修场地准备。2）阀门解体1.清