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我們大家都知道在火力發電廠中自動化基礎的終執行單元—電動閥門,在機組的自動控制系統中,不論是數量上還是重要性上都占據舉足輕重的地位,具不完全統計一臺300MW機組中有幾百臺電動閥門,這些電動閥門工作特性的好壞,對系統的控制質量和經濟運行影響甚大,據調查,約有相當數量現場運行的電動閥門存在著不同程度的卡澀和內漏(即漏汽、漏水、漏油、漏風、漏灰、漏粉、)現象。這不僅直接影響機組自動化的提高,而且還造成了大量被控介質不必要的流失,增加了單位能耗,直接影響機組的經濟效益,嚴重時甚至影響到機組的出力。選擇高質量的電動閥門和改造現有的電動閥門是至關重要的,否則,再完美的控制思路、控制策略也難以達到預想的控制效果。
2 電動閥門內漏現象產生的原因
在火力發電機組中從發電的工藝流程來看電動閥門應用多是水、汽系統,而選擇這些電動閥門看似即簡單又復雜,簡單的是過程介質非常簡單,只有水和蒸汽兩種,而水、汽又受燃料煤質和機組負荷的影響,復雜的是水和蒸汽的溫度和壓力波動范圍大,這就給電動閥門的工作環境帶來了如蒸汽的閃蒸、氣蝕、沖刷、噪音、腐蝕等一系列問題,造成電動閥門的泄漏(內漏、外漏),內漏、外漏的原因很多,但產生電動閥門內漏的主要原因有以下幾個方面:
2.1電動門制造質量引起的內漏
閥門制造廠家在生產過程中對閥門材質、加工工藝、裝配工藝等控制不嚴,致使密封面研磨不合格、對麻點、沙眼等缺陷的產品沒有徹底剔除,造成了電動閥門內漏。
2.2電動閥門控制部分影響閥門的內漏
電動閥門的傳統控制方式是通過閥門限位開關、過力矩開關等機械的控制方式,由于這些控制元件受環境溫度、壓力、濕度的影響,造成閥門定位失準,彈簧疲勞、熱膨脹系數不均勻等客觀因素,造成電動閥門的內漏。
2.3電動閥門調試問題引起的內漏
受加工、裝配工藝的影響,電動閥門普遍存在手動關嚴后電動打不開的現象,如通過上下限位開關的動作位置把電動閥門的行程調整小一些,則出現電動閥門關不嚴或者閥門開不展的不理想狀態;把電動閥門的行程調整大一些,則引起過力矩開關保護動作;如果將過力矩開關的動作值調整的大一些,則出現撞壞減速傳動機構或者撞壞閥門,甚至將電機燒毀的事故。為了解決這一問題,通常,電動門調試時手動將電動閥門搖到底,再往開方向搖一圈,定電動門的下限位開關位置,然后將電動閥門開到全開位置定上限開關位置,這樣電動閥門就不會出現手動關嚴后電動打不開的現象,才能使電動門開、關操作自如,但無形中就引起了電動門內漏。即使電動閥門調整的比較理想,由于限位開關的動作位置是相對固定的,閥門控制的介質在運行中對閥門的不斷沖刷、磨損,也會造成閥門關閉不嚴而引起的內漏現象。
2.4選型錯誤造成閥門的空化腐蝕引起電動閥門的內漏
空化與壓差有關,當閥門的實際壓差△P大于產生空化的臨界壓差△Pc、并在出口壓力P2≥Pv時,就產生空化,空化過程中氣泡破裂時釋放出巨大的能量,對閥座、閥芯等節流元件產生巨大的破壞作用,一般的閥門在空化條件下多運行三個月甚至更短時間,即閥門遭受到嚴重的空化腐蝕,致使閥座泄漏量高可達額定流量的30%以上,這是無法彌補的,因此,不同用途的電動門都有不同的具體技術要求,要按照系統工藝流程來合理選擇電動閥門至關重要。
2.5介質的沖刷、電動閥門老化引起的內漏
電動閥門調整好后經過一定時間的運行,由于閥門的氣蝕和介質的沖刷、閥芯與閥座產生磨損、內部部件老化等原因,則會出現電動閥門行程偏大、電動閥門關不嚴的現象,造成電動閥門泄漏量變大,隨著時間的推移,電動閥門內漏現象會越來越嚴重。
3 應有高科技解決電動閥門關不嚴、內漏問題
目前,隨著電力工業的高速發展,200MW、300MW、600MW、100MW等大容量、高參數機組相繼投入運行,在電網中發揮了主力機組的作用。在廠網分開,獨立經營的情況下,減少非計劃停機次數,提高機組等效可用系數,節能降耗,減人增效,改善機組運行環境,提高經濟效益,確保主、輔設備在佳狀態下運行,是各個發電公司所追求的目標。
在火力發電廠中電動閥門設備隨小,但與機組的、穩定、經濟運行密切相關,電動閥門的長期內漏不僅造成大量能源的浪費,而且直接影響機組的經濟效益,如用于汽機本體電動閥門疏水時,由于電動閥門的內漏可能造成凝汽器真空降低,當凝汽器真空低于設計要求時,將直接影響機組的經濟性和性,據計算,300 MW機組真空每下降1kPa,煤耗率增大2g/kWh, 出力下降2.2MW以上,因此,研究更加行之有效的可靠方法,來、推遲、解決新建機組和改造以投產機組原有電動閥門的內漏問題,是發電廠用戶和電動閥門生產廠家都非常關注的課題。
針對電動閥門關不嚴、內漏的難題,我們與辛集市申科自動化儀表有限公司合作,共同開發電動閥門控制裝置,在構思和設計時充分體現了超前意識,充分考慮到安裝、改造、調試、維護等管理的實施,秉承裝置簡單實用,標準化程度高、模塊化、模擬力矩、互換性好,安裝、調試方便,免維護的設計思想,成功的研制了ZWD-05B智能定位器控制裝置,通過電廠試驗,徹底解決了電動閥門關不嚴、內漏的難題。該控制裝置具有如下特點:
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