高温高压电站平板闸阀的设计与计算.doc

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高温高压电站平板闸阀的设计与计算
南通市电站阀门 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的分析，提出采用平板闸阀构造的改良替代方案，并给出设计计算方法，供广阔用户及同行参考
Design and calculation on high-temperature and high-pressure
parallel slide gate valve
ZHANG Jian-hua XU Xiang-lan WANG Shu-guang
(Nantong power-station valve Co.,Ltd, Nantong 226572,China)
Abstract: The article introduced the structural defects of existing wedge gate valve, and introduced the improvement program of parallel slide gate valve replace the wedge gate valve. In addition, it also expatiate the calculation methods of main parts.
Key words: wedge gate valve parallel slide gate valve design and calculation
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℃，主给水系统压力那么更高。如此高参数自然对与之配套的电站阀门提出更高参数、更高可靠性的要求。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
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一系列优点在这类机组得到广泛的应用。
这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的有效切断或开启，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的可靠性、平安性，一旦发生故障，常常造成重大事故，严重威胁机组的平安运行。因为阀门故障的停机事故几乎每家电厂都曾发生。
二 、产品现状及其存在问题
长期以来，国产电站闸阀仍然沿用七十年代“三化〞设计的楔式双闸板或弹性闸板构造，如图1及图2所示为其典型设计构造。
现在许多亚临界机组还在使用，不少阀门厂家的主流设计也是这类构造。但多年的运行实践暴露出许多问题，具体归纳如下：
1．启闭力矩较大
楔式闸板虽具有强制密封的特点，然而开启瞬间存在很大静摩擦力，使得开启力矩很大，必须配置较大功率的电动执行装置，才能保证正常启闭，无形中增加制造及运行本钱；同时过大的关闭力矩极易造成密封面或阀门承载零件
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的损坏，缩短阀门使用寿命。
2．高温楔死
高温状态下，材料强度大大降低，密封面硬度下降后密封副处于胶合粘滞状态，此时如关闭力矩调试不当，加上阀杆的热膨胀，会使密封面比压急剧增加，极易造成所谓的闸板与阀座的“咬死〞。此时如强制开启动作，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．电装调试要求极为苛刻
对传统楔式闸阀，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，也无法准确设置开关位置点，用户操作与调试只能凭经历与手感进展，不是过紧就是过松，过紧会导致咬死或擦伤密封面，过松那么易引发内漏。很难准确调正位置，为阀门故障埋下先天隐患。
4．下游侧密封面极易擦伤
这类阀门的典型故障是闸板下游侧密封面极易擦伤，引发早期内漏。此现象在大口径或高压差阀门中最为普遍。主要原因有：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、启闭瞬间的摩擦力擦伤等多重因素。
5．铸造壳体，内在缺陷很多，外漏隐患严重
壳体材料通常采用WCB、WC6、ZG20CrMoV类材料制造，铸件的工艺水平限制，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