汽輪機調流調壓閥壓力損失

  之前介紹SY42AX煤礦水管路減壓閥應用案例，現(xiàn)在介紹汽輪機調流調壓閥壓力損失隨著我國社會主義市場經濟的飛速發(fā)展，人民生活水平得到提高，汽輪機的進汽參數(shù)提高，機組功率增加，硬件成本投資增長迅速，業(yè)主對機組的經濟性要求和安全性要求不斷提高。本實用新型公開了一種汽輪機用調節(jié)閥，包括閥套和閥桿，所述閥套為圓柱狀結構，且閥套的一端封閉，所述閥套的中部設有進蒸汽孔，所述閥桿貫穿設置在閥套中，且閥桿的中心軸線與閥套的中心軸線位于同一直線上，所述閥芯包括閥碟、第二閥碟和連接桿，且閥碟、第二閥碟的開口端均朝向閥套的開口端，所述第二閥碟中部設有定位凸起，定位凸起上設有定位凹槽，所述定位凹槽內設有定位螺母將閥芯與閥桿固定連接。本實用新型閥芯為雙座式閥碟，閥芯置于閥套中，并精密裝配，閥桿與閥碟通過定位螺母連接，主要起導向作用，一方面簡化了結構，檢修方便快捷，另一方面調節(jié)性能好，相同精度下控制精度高，變工況節(jié)流損失小?！　?br />　　1汽輪機調流調壓閥壓力損失調節(jié)閥通流和損失特征　
　　在經濟性角度出發(fā)，汽輪機的壓損上升百分之一，效率就會下降百分之0.4，因此，在汽輪機研究開發(fā)的過程中，應該不斷降低調節(jié)閥的壓損，在安全性角度出發(fā)，雖然系統(tǒng)調節(jié)的自動化水平不斷提高，但是配汽系統(tǒng)并沒有隨之大幅度提高，在管理閥門的過程中，雖然從業(yè)者提出了相關建議和意見，但是在實際操作的過程中，沒有有效的實施?！　?br />　　配汽系統(tǒng)的事故和壓力損失無法得到有效抑制，會產生因閥桿斷裂、閥座拔起和閥桿震動而產生的負荷波動，甚至導致汽輪機超速飛車，在研究其涉及因素的過程中，很難對機理性進行準確的定量界限，導致基礎研究和實驗研究的發(fā)展十分患難，調節(jié)閥事故在調查的過程中，過于重視定性判斷。但是發(fā)電行業(yè)和汽輪機制造行業(yè)的操作人員都清楚的認識到，調節(jié)閥的安全性和工作效率具有較大的發(fā)展?jié)撃?，本文針對我國某企業(yè)的設計數(shù)據(jù)，對調節(jié)閥的三維流場性能進行數(shù)值模擬，對流動損失的分布規(guī)律進行研究，闡述對通流水平產生影響的因素，在局部和整體等多個方面對調節(jié)閥的損失特征進行研究，具有較高的準確性?！　?/p>

　　2汽輪機調流調壓閥壓力損失調節(jié)閥通流和損失特性計算方式及結果分析　　
　　我國目前電廠中所使用GX-1型調節(jié)閥，基本結構由以下幾部分構成：閥座、閥碟、閥腔、進口和出口等，三維坐標中，水平軸對應進口方向，垂直軸對應出口的逆方向，通過右手定則對Z軸方向進行確定。調節(jié)閥一般在高壓高溫蒸汽條件下進行工作，為黏性湍流、可壓縮和三維流動，使用平均守恒型方程對其進行計算。因為調節(jié)閥腔結構具有復雜性特征，本文使用分塊結構化網(wǎng)絡，由于閥門結構具有對稱性，在計算的過程中計算一半即可得出準確結論?！　?br />　　上海申弘閥門有限公司主營閥門有：蒸汽減壓閥,減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,在保證通流性的前提下，不斷降低在閥門內部氣流的流動損失，使機組的熱效率不斷提高，在出口壓力條件相同的情況下，流量通過的越多，氣流調節(jié)閥的出口壓力水平越高，在我國目前施工中使用的調節(jié)閥，額定工況下，相對升程保持在百分之三十以下，針對降低氣流損失的角度，為了保證整個機組在額定工況中的正常運行，應該保證相對升程在百分之四十以上。調節(jié)閥內部通道形狀十分復雜，為雙喉噴灌，喉部的通流面積不斷變化，第二喉部的通流面積不變，在中小升程的時候，環(huán)形通道喉部位置是調節(jié)閥流場面積小的部分，但是伴隨升程的增加，環(huán)形通道的喉部面積增加，會對整個閥座喉部的通流水平造成影響。
　　汽輪機，存在調節(jié)級，而對應汽輪機調節(jié)級是有“部分進汽度”的，因此，就會出現(xiàn)進汽的不對稱性，導致汽輪機的金屬受熱不均與汽流激振這種危害。為了避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，噴嘴調節(jié)的汽輪機，在一定負荷范圍內，可以采用“單閥”這種控制模式，其實質就是節(jié)流調節(jié)，幾個調節(jié)閥同時開關，四周均勻進汽，來進行功率調節(jié)。對于大型噴嘴調節(jié)的汽輪機，有“單閥”與“順序閥”兩種固有的調節(jié)方式。同時，噴嘴調節(jié)的汽輪機，各調節(jié)閥有多種靈活的組合方式，但是節(jié)流調節(jié)并對應于全周進汽，由于調節(jié)級的進汽隔板按照噴嘴被分隔為若干個進汽弧段，總是存在部分不進汽的弧段，所以，噴嘴調節(jié)的汽輪機始終存在“部分進汽度”。

　　調節(jié)閥流道結構主要分為以下幾個部分：閥腔、閥碟和閥座等，氣流在三個部分流動的時候，具有不同的流動特點，在進入調節(jié)閥腔中較大空間的時候，氣流的流動參數(shù)變化很小，例如靜壓的變化等，但是在氣流進入環(huán)形通道后，在很短的行程中，蒸汽會產生劇烈的膨脹，靜壓水平會快速減少，在中小升程之中，氣流向閥座擴壓段流入，靜壓水平會不斷提高直到出口位置。環(huán)形通道進口到閥座喉部的區(qū)域，是流場中具有大流動損失的地區(qū)，閥腔和閥座擴壓段，氣流的總壓損失降低，在小升程的時候，閥門流場的損失系數(shù)很大，尤其在p1和p0的比值小于0.8的時候，此區(qū)域的損失為總損失的百分之80，在p1和p0的比值小于0.7的時候，在環(huán)形通道尾端會形成激波，能量損失十分巨大。

　　
　　3汽輪機調流調壓閥壓力損失調節(jié)閥通流和損失特性改善措施　　
　　應該提高調節(jié)閥在額定工況下相對升程的大值，有助于顯著增加流動效率，在調節(jié)閥全開的時候，將相對升程保持在百分之四十以上，例如，如果壓比是0.98，相對升程能夠從31.2%提高到54.2%，總壓損失系數(shù)能夠從1.896降低到0.873，下降幅度保持在51%。
反動式、節(jié)流調節(jié)與全周進汽方式，我廠汽輪機結構在國內具備相當?shù)募夹g性。盡管設備較為，但并不意味著我們對技術能力的要求就要下降，對于汽輪機的閥門特性就是必須要了解的。
這是一個經典的問題，所以，只有從原始的小汽輪機低壓調節(jié)閥講起。
所有的單個汽輪機閥門特性曲線不外乎以下兩種：

這不是一個比例曲線，無法適應功率正比例調節(jié)，是由于閥門的機械結構本身決定的，不可避免，但可以優(yōu)化。對于大多數(shù)噴嘴調節(jié)的汽輪機來說，如果采用按順序開啟方式（順序閥調節(jié)模式下），多個這樣的曲線簡單疊加，勢必會導致調節(jié)過程出現(xiàn)大幅度的波動，功率突變，汽輪機的運行也不穩(wěn)定。因此，必須讓閥門特性曲線進行線性化，于是就出現(xiàn)了閥門開啟的重疊度。然后就出現(xiàn)了下面這樣的一條曲線，重疊后近似直線的曲線：　　

　　閥碟下部的空穴區(qū)會對通流面積產生影響，使有效通流面積不斷下降，影響實際通流水平。閥門流場內部接近閥碟的部門是氣動損失大的地區(qū)，占整個損失的67%左右，小升程的時候，達到了82%以上，在小升程的時候，如果進出口的壓比小于0.8，在環(huán)形通道的尾部會產生激波，帶來十分嚴重的總壓損失?！　?/p>

　　4汽輪機調流調壓閥壓力損失結語　　
　　總之，本文針對我國某企業(yè)的設計數(shù)據(jù)，對調價發(fā)的三維流場性能進行數(shù)值模擬，對流動損失的分布規(guī)律進行研究，闡述對通流水平產生影響的因素，在局部和整體等多個方面對調節(jié)閥的損失特征進行研究，具有較高的準確性。與本文相關的論文：自力式煤氣調壓閥組?