大唐呼圖壁熱電廠選擇氣動調(diào)節(jié)閥 上海申弘閥門有限公司 1 氣動調(diào)節(jié)閥的選擇
之前介紹解決電廠閥門常見問題，現(xiàn)在介紹氣動調(diào)節(jié)閥是流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)中非常重要的環(huán)節(jié)，其結(jié)構(gòu)型式、口徑和流量特征等選擇是否適當(dāng)，直接影響自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)和工作安全可靠性。大唐呼圖壁能源開發(fā)有限公司熱電廠（以下簡稱大唐呼圖壁熱電廠）前身為大唐呼圖壁熱電項目籌建處，于2008年12月經(jīng)中國大唐集團公司批復(fù)成立。2012年2月，更名為大唐呼圖壁能源開發(fā)有限公司熱電廠。大唐呼圖壁熱電廠位于新疆昌吉州呼圖壁縣城南9.5公里，是大唐新疆發(fā)電有限公司投資建設(shè)的*個火力發(fā)電廠，規(guī)劃容量：2×300MW+2×660MW。 序號 | 商品名稱 | 規(guī)格 | 材質(zhì)（參數(shù)） | 1 | 脫硝SCR噴氨調(diào)節(jié)閥 | ZAJDHTP DN25 150磅 | 1Cr18Ni9Ti | 2 | 脫硝氨區(qū)儲罐出口調(diào)節(jié)閥 | AHDLTS DN25 300磅 | 1Cr18Ni9Ti |
大唐呼圖壁熱電廠一期2×300兆瓦工程是自治區(qū)“十一五"重點建設(shè)項目，是大唐集團公司在疆建設(shè)的*個火電項目。該項目是全國*個采用輔機單列布置的熱電聯(lián)產(chǎn)項目，是全國30萬機組中*家采用玻璃鋼內(nèi)筒煙囪的機組；也是全疆*個同步建設(shè)煙氣脫硫、脫硝及布袋除塵的環(huán)保發(fā)電機組；同時還是大唐集團公司*個在寒冷地區(qū)采用間接空冷技術(shù)的機組，*家采用EPC總承包管理模式建設(shè)的熱電項目；項目應(yīng)用了等離子無油點火、變頻調(diào)速、干式除灰和除渣等成熟節(jié)能技術(shù)。較直接空冷機組能耗小、冷卻效率高，較常規(guī)機組節(jié)水70％以上。工程于2011年11月獲得國家發(fā)改委核準(zhǔn)，2011年年底開工建設(shè)。工程投資概算為26.3億元，計劃2013年底實現(xiàn)雙投。 二期擴建2×660MW工程，于2012年初啟動前期工作，目前已取得呼圖壁縣、昌吉州各項支持性文件，2013年1月25日通過西北電網(wǎng)公司組織的初可研報告審查。大唐呼圖壁熱電廠自成立以來，以打造大唐集團公司“精品工程"和打造大唐新疆公司發(fā)展基地、人才基地為目標(biāo)，堅持以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，通過深化“三力"（執(zhí)行力、創(chuàng)新力、凝聚力）建設(shè)，認(rèn)真踐行新疆公司“3E"理念和“四抓"思路，全力以赴抓好在建工程、發(fā)展工程、安居工程“三大工程"建設(shè)，不斷提升規(guī)范管理、風(fēng)險預(yù)控、創(chuàng)優(yōu)管控和生產(chǎn)經(jīng)營四個能力，努力把熱電廠建設(shè)成為具有可持續(xù)發(fā)展能力和市場競爭能力的現(xiàn)代化*火電企業(yè)。 1.1 電動調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)型式的選擇 本文僅就國產(chǎn)電動調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)型式的選擇，提出如下參考意見： 1) 當(dāng)工藝系統(tǒng)要求調(diào)節(jié)閥泄漏量?。?lt;額定容量的 0.01%）時，單座調(diào)節(jié)閥，因其嚴(yán)密性能好。 2) 當(dāng)調(diào)節(jié)閥兩端差壓大時，建議選擇雙座調(diào)節(jié)閥，使之在壓差大時比單座調(diào)節(jié)閥容易開啟，但缺點是泄漏量大。 1.2 電動調(diào)節(jié)閥流量特性的選擇 調(diào)節(jié)閥的流量特性是指流過調(diào)節(jié)閥介質(zhì)的流量與調(diào)節(jié)閥開度的關(guān)系。制造廠提供的是調(diào)節(jié)閥的理想流量特性，即在整個開度范圍內(nèi)閥門前后差壓不變時的流量特性，它表征調(diào)節(jié)閥的特性。 目前生產(chǎn)的調(diào)節(jié)閥，按理想流量特性分為以下四種： 直線流量特性，調(diào)節(jié)閥的流量與開度成線性關(guān)系；
等百分比（對數(shù)）流量特性，調(diào)節(jié)閥單位行程的變化所引起的流量變化與此點的流量成正比關(guān)系；
快開流量特性，這種流量特性在小開度時流量已很大，開度增大時流量很快達到大；
拋物線流量特性，調(diào)節(jié)閥單位行程的變化所引起的流量變化與此點的流量平方根成正比關(guān)系。
由于拋物線很接近于等百分比，而快開只用于開/關(guān)控制，所以實際上作為節(jié)流調(diào)節(jié)的只有直線特性和等百分比特性的兩種調(diào)節(jié)閥。對于一般調(diào)節(jié)系統(tǒng)，希望在小負(fù)荷時調(diào)節(jié)閥放大系數(shù)小一些，以免過調(diào)和振蕩，而在大負(fù)荷時調(diào)節(jié)閥放大系數(shù)大一些，所以對于負(fù)荷波動較大的系統(tǒng)宜選擇具有等百分比特性的調(diào)節(jié)閥。
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| 客戶名稱 Customer | 大唐呼圖壁熱電廠 | 項目名稱 PROJECT |
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| 計劃號 |
| 交 貨 期 Delivery |
| | 合同號 CONT.NO |
| | 表式號 | MXS 02 | 調(diào)節(jié)閥技術(shù)規(guī)格書 SPECIFICATION FOR CONTROL VALVE | 位 號 Tag No. |
| | 型 號 Model No. | AHDLTS | | 頁碼 PAGE |
| 數(shù) 量 Quantity | 1 | | 管道規(guī)格 Piping Size | 25 | 材 質(zhì) Material | 閥 體 Body | CF8 | | 管道材質(zhì) Piping Material | 1Cr18Ni9Ti | 閥 芯 Plug | 304 | | 工 藝 條 件 Service Condition | 閥 座 Seat | 304 | | 流體名稱 Fluid Name |
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| 氨氣 | 套 筒 Cage |
| | 流體狀態(tài) Fluid State |
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| 氣體 | 閥 桿 Stem | 2CR13 | | 標(biāo)準(zhǔn)密度 STd. Density (Kg/Nm3) |
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| 執(zhí) 行 機 構(gòu) ACTUATOR | | 氣體摩爾分子量 M.W |
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| 型 式 Type | 氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu) | | 絕熱指數(shù) CP/Cv |
| 型 號 Model. | ADZHB-22 | | 壓縮系數(shù) Comp.Factor |
| 氣源Air Supply (Kgf/cm2)/電源 Elec.supply | 280KPA | | 飽和蒸汽壓 Vapor Press |
| 彈簧范圍 Spring Range(Kgf/cm2) | 0.8-2.4 | | 臨界壓力 Critical Press |
| 行 程 Travel(mm) | 16 | | 運動粘度 Kin Visc |
| 作用型式 Action |
| | 流量單位 Flow Rate Unit | Nm3/h | 定 位 器 POSITIONER |
| | 壓力單位 Pressure Unit | Mpa(G) | 型 號 Model. | 6DRA5010-0DNG0-0AA0 | | 操作工況 OPERATION | 大 MAX | 正常 NOR | 小 MIN | 供氣壓力 Air Supply (Kgf/cm2) | 2.8 | | 流 量 Flow Rate | 350 | 260 | 0 | 輸入信號 Input Signal | 4-20mA.DC | | 閥前壓力 Input Pressure | 1.6 |
| 0.8 | 輸出信號 Output Signal | 4-20mA.DC | | 閥后壓力 Outlet Pressure | 0.2 |
| 0.15 | 防爆等級 EXP.Proof | EXiaIICT4 | | 壓 差 Different Pressure | 1.4 |
| 0.65 | 氣源接口 Air Input Connect | NPT1/4" | | 溫 度 Temp. ℃ | 12~50 | 電氣接口 Electric.Connect | NPT1/2" | | 操作密度 Opera Density (Kg/m3) | 0.5964 | 附 件 ACCESSORY |
| | 計算Cv值 Calculate Cv | 1.18 |
| 2.36 | 減壓器 Filter | QFH-261 | | 開 度 Travel (%) |
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| 手輪機構(gòu) Hand Wheel | 帶（頂裝） | | 噪 音 Noise Level(dB) | ≤85 |
| ≤85 | 電 磁 閥 Solenoid | 型 號 Model No. | EAFD8320G174 | | 關(guān)閉壓力 Shut off Pressure |
| 電 壓 Voltage | 24V.DC | | 氣源或電源故障時閥位 Air or power Fail | 失氣關(guān)FC | 防爆等級 EXP.Proof | EXdIIBT4 | | 閥 體 組 件 Valve | 氣源接口 Air Input Connect | NPT1/4" | | 閥體類型 Body Type | 單座閥 | 電氣接口 Electric.Connect | NPT1/2" | | 公稱通徑 Body Size | DN25 | 接線盒 JUNCTION BOX |
| | 公稱壓力 Rating | 300# | 行程開關(guān)Limit Switch | 型 號 Model No. |
| | 閥座直徑 Ports Size | dg22 | 防爆等級 EXP.Class |
| | 額定Cv值 Rated Cv | 9 | 安裝位置 Assembly |
| | 流量特性 Characteristic | 等百分比 | 數(shù) 量 Quantity |
| | 連接形式 Connect Type | 法蘭式 | 空氣配管 Air Piping(Tube) | Φ6 | | 法蘭密封面形式 Flange Type | RF | 空氣配管材質(zhì) Air Piping Mate. | 不銹鋼管 | | 泄漏等級 Leakage Class | V級 | 其它附件 Other ACCESSORY | 保位閥 Pneu. Retaining |
| | 上蓋型式 Bonnet Type | 標(biāo)準(zhǔn)型 | 繼動器 Booster |
| | 填 料 Packing | 柔性石墨 |
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| | 流 向 Flow To Open/Close | 流開 |
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| | 備注：要求零泄漏 | 編 制 PREP. |
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| | 校 對 CHK. |
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| | 顧客確認(rèn) REV. |
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| | 日 期 Date. |
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2 調(diào)節(jié)閥口徑的計算
調(diào)節(jié)閥口徑的選擇，首先根據(jù)生產(chǎn)過程需要的流量 Q 和調(diào)節(jié)閥前后壓差 ΔP 計算出調(diào)節(jié)閥的公稱流通能力 C（或 Kv）。然后從產(chǎn)品系列中選擇相應(yīng)口徑的調(diào)節(jié)閥。所謂公稱流通能力 C 就是當(dāng)電動調(diào)節(jié)閥全開，閥前后壓差為 0.1MPa，流體重度為 1g/cm3 時，每小時流過調(diào)節(jié)閥的流量，以 m3/h 或 t/h 計。流通能力的計算公式參見圖 1。對于高粘度液體應(yīng)根據(jù)雷諾數(shù)修正粘度系數(shù)，因中小型電廠極少碰到，本文從略。 圖 1 調(diào)節(jié)閥流通能力計算公式
圖 1 調(diào)節(jié)閥流通能力計算公式
因此，針對氣動調(diào)節(jié)閥在核電廠的調(diào)試、運行、維護等實際應(yīng)用中所出現(xiàn)的各種問題進行詳細分析。
1 氣動調(diào)節(jié)閥及工作原理
1.1 氣動調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)及類型
氣動調(diào)節(jié)閥由氣動執(zhí)行機構(gòu)和閥體以及附件三部分組成。氣動執(zhí)行機構(gòu)分為薄膜式和活塞式；閥體按其行程可分為直行程和角行程兩種，按其結(jié)構(gòu)分為直通單座閥、直通雙座閥、套筒閥、角形閥、隔膜閥、蝶閥、球閥，按閥芯的流量特性分類有直線型、等百分比型、快開型、拋物線型等，按調(diào)節(jié)形式分為兩位式、斷開型、調(diào)節(jié)型、切斷調(diào)節(jié)型，按安全失效模式分為故障開、故障關(guān)、故障保位；附件包括定位器、E/P電氣轉(zhuǎn)換器、過濾減壓閥、流量放大器、手輪機構(gòu)等。
1.2 氣動調(diào)節(jié)閥的工作原理
氣動調(diào)節(jié)閥是以氣動執(zhí)行機構(gòu)與閥體組成的各類氣動控制閥門，它以干燥潔凈的壓縮空氣為動力源，以氣缸或薄膜氣室為執(zhí)行器，并借助于電氣閥門轉(zhuǎn)換器/定位器、電磁閥、空氣過濾減壓閥、 限位開關(guān)等輔助部件，當(dāng)轉(zhuǎn)換器或定位器接收來自控制器或控制系統(tǒng)中4mA～20mA弱電信號，輸出20kPa～100kPa氣壓信號來使氣動執(zhí)行機構(gòu)平衡 氣室氣體壓力與彈簧力，從而使閥桿帶動閥芯移動，改變閥芯與閥座的通流面積完成對閥門開度調(diào)節(jié)，通過改變介質(zhì)流量終實現(xiàn)對壓力、溫度、流量、液位等工藝 參數(shù)的控制。
2 氣動調(diào)節(jié)閥的調(diào)試
氣動調(diào)節(jié)閥在使用之前，重點通過對彈簧預(yù)緊力、中性點、E/P轉(zhuǎn)換器、定位器等的調(diào)試來滿足閥門的行程、閥門位移線性、開關(guān)時間、泄漏量等 性能指標(biāo)。調(diào)試前，（1）工藝管道必須嚴(yán)格的吹掃合格；（2）手輪機構(gòu)應(yīng)處于“釋放"位置；（3）檢查減壓閥供氣壓力是否達到供氣要求。
2.1 預(yù)緊力（BenchSet）調(diào)整方法
（1）為避免閥關(guān)不死或打不開，須在執(zhí)行機構(gòu)安裝到閥體之前進行調(diào)校。
（2）根據(jù)閥門銘牌要求的預(yù)緊力上、下限值，采用簡單調(diào)整工具調(diào)整彈簧的初始彈簧力。
（3）通過充氣排氣使閥門開關(guān)幾次以確定氣動頭移動順暢。
（4）對氣動頭打壓，記錄氣動頭連桿剛剛移動的壓力值并與閥門銘牌上的下限預(yù)緊力對比，調(diào)整彈簧預(yù)緊力調(diào)整螺母，直到使氣動頭連桿剛好移動時的氣壓讀數(shù)為下限值。
（5）繼續(xù)使氣壓增加到上限值，當(dāng)氣動頭連桿向閥體方向移到盡頭時，在閥桿上做好參照標(biāo)記。
（6）緩慢地將氣動頭氣壓降回下限值，記錄閥桿標(biāo)記到氣動頭連桿末端的距離，其與閥門銘牌行程一致，如果一致，彈簧預(yù)緊力調(diào)整完畢，證明閥門在自然狀態(tài)獲得足夠關(guān)閉或開啟力，否則需要更換彈簧，重新安裝并按照上述步驟重新進行預(yù)緊力的調(diào)整。 3 計算實例
以某高新區(qū)熱電廠高壓加熱器疏水調(diào)節(jié)閥為例，其工藝管徑為 D108×4，介質(zhì)為水，大流量為 22t/h，介質(zhì)溫度為 200℃，工作壓力為 1.5MPa，閥前壓力為 1.5MPa，閥后壓力為 1.0MPa。 水為一般液體，其公稱流通能力為 C=9.84；應(yīng)選擇 DN32 的雙座調(diào)節(jié)閥。 
流體流量調(diào)節(jié)機構(gòu)是改變流體流量的工具，按其調(diào)節(jié)作用分成兩類： 變壓調(diào)節(jié)。用改變壓頭來調(diào)節(jié)流量，如變速水泵、變速風(fēng)機等。
節(jié)流調(diào)節(jié)。用改變介質(zhì)的流動阻力來調(diào)節(jié)流量，如調(diào)節(jié)閥、擋板等。
變壓式調(diào)節(jié)機構(gòu)比較復(fù)雜，設(shè)備品種較少，因此使用范圍較少。在給水調(diào)節(jié)、風(fēng)量調(diào)節(jié)等系統(tǒng)中，由于減少了動力損失，能夠獲得較大經(jīng)濟效果，因而常采用變壓式調(diào)節(jié)機構(gòu)；在大流量、高壓力的場合，節(jié)流式調(diào)節(jié)機構(gòu)工作困難，常采用變壓式調(diào)節(jié)機構(gòu)。 
除此之外，大多數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用節(jié)流式調(diào)節(jié)機構(gòu)，即調(diào)節(jié)閥。調(diào)節(jié)閥有氣動和電動兩種，在中小型電廠中，由于調(diào)節(jié)閥數(shù)量有限，如果采用氣動方式，則應(yīng)配備一套儀用空壓站，投資高，因而通常采用電動調(diào)節(jié)閥。下面就電動調(diào)節(jié)閥的選擇和計算做簡單介紹。 4 結(jié)語
在中小型電廠設(shè)計中，常見的就是一般液體和過熱蒸汽的調(diào)節(jié)閥的選擇和口徑計算。主要運用于除氧器壓力與水位調(diào)節(jié)閥、高壓加熱器疏水調(diào)節(jié)閥和凝汽器補水調(diào)節(jié)閥的選擇上。當(dāng)泄漏量要求很小時，應(yīng)選用單座調(diào)節(jié)閥；而調(diào)節(jié)閥兩端差壓較大或嚴(yán)密性要求不高時，可選用雙座調(diào)節(jié)閥。通常計算后的調(diào)節(jié)閥通徑比管道的通徑小，因而需要在調(diào)節(jié)閥兩端配上大小頭。上海申弘閥門有限公司生產(chǎn)相關(guān)的產(chǎn)品有：減壓閥(氣體減壓閥, |
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