ZJY46H型組合式減壓閥在水電廠改造升級

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之前介紹組合式減壓閥在國華惠州熱電應(yīng)用，現(xiàn)在介紹ZJY46H型組合式減壓閥在水電廠改造升級減壓閥是一種自動降低管路工作壓力的專門裝置。它可將閥前管路較高的壓力減到所需的合適壓力,保護減壓閥閥后的其他元件不被高壓所破壞,同時保護出口壓力的穩(wěn)定。本文主要介紹改造前減壓閥存在的問題和改造后新裝置的技術(shù)特點、結(jié)構(gòu)、工作原理以及調(diào)試。珊溪電廠位于浙江省溫州市文成縣境內(nèi)的飛云江上，電廠總裝機容量200MW，安裝4臺混流式水輪發(fā)電機組，年平均發(fā)電量3.55億kW·h，電廠出線由220kV電壓等級接入華東電網(wǎng)，在華東電網(wǎng)中承擔調(diào)峰、調(diào)相和緊急事故備用等作用。全廠設(shè)有一條技術(shù)供水總管，它主要擔負著機組的上導、空冷器、推力軸承、水導、主軸密封、下導及變壓器冷卻、消防、生活用水等方面的重要任務(wù)。為了使它們的壓力在正常范圍內(nèi)，這些設(shè)備不被高壓所破壞，在每臺機組的鋼管引水總濾過器出水閥后裝有一臺減壓閥裝置。而原減壓閥采用的是200X型老式組合式減壓閥，由于該閥減壓效果不好造成出口壓力大于機組運行的允許值?，F(xiàn)改為ZJY46H—25Q(Ⅳ)DN400型減壓閥裝置。該減壓閥具有高減壓比、大流量、進口壓力適應(yīng)能力強、低噪聲、使用壽命長等優(yōu)點。

1、ZJY46H型組合式減壓閥在水電廠改造升級改造前減壓閥裝置存在的一些問題
a、減壓閥經(jīng)過近十年運行，故障率明顯升高，同時備品備件采購日益困難，嚴重威脅著機組安全運行。b、由于減壓閥采用的時膜片式結(jié)構(gòu)，壓力比為2∶1，出口壓力隨著進口壓力的變化、流量的變化而變化;尤其當壓力波動較大時，會對閥組造成一定的沖擊、對機組造成很大的損傷，膜片容易被惡劣的工況擊穿，不利于安全運行。c、反饋系統(tǒng)中的管道與射流泵、控制閥的連結(jié)大小不一，需用過渡連結(jié)，系統(tǒng)的維護與拆卸不方便。d、雙反饋系統(tǒng)的切換較為復雜，要通過四個球閥的切換。e、反沖排污的操作也顯得較為復雜，要通過三個球閥的切換。f、反饋系統(tǒng)控制閥的結(jié)構(gòu)復雜，相對滑動零部件的摩擦系數(shù)大，影響控制閥的靈敏度。g、主閥的過流面部分出現(xiàn)氣蝕。
基于減壓裝置存在的以上多種缺陷，電廠技術(shù)人員經(jīng)過討論研究決定利用每臺機組大修的機會，對該裝置進行升級改造。
2、改造后的減壓裝置的技術(shù)特點
a、減壓比大：原減壓閥的減壓比為3∶1，本閥可達到8∶1。

b、全活塞式結(jié)構(gòu)，安全可靠性高：主閥和控制閥均為金屬活塞式結(jié)構(gòu)，防止了橡膠膜片因老化而可能出現(xiàn)的安全故障。

c、調(diào)壓范圍大：本減壓閥出口壓力可在0.15～1.2MPa范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)，而珊溪電廠的只需在0.3～0.8MPa。

d、過流量大：過流設(shè)計具有*的結(jié)構(gòu)形式，過流面積比同口徑的管道大，過流能力*可以適應(yīng)設(shè)計中已選管道的需要。

e、出口壓力穩(wěn)定：由于采用大剛度彈簧加載和射流泵技術(shù)，從而保證了不管進口壓力和出口流量如何變化，減壓閥始終能夠保證出口壓力的穩(wěn)定。

f、對水質(zhì)的適應(yīng)能力強：過流面采用特殊材料和結(jié)構(gòu)，在控制閥上裝有排污裝置，故減壓閥可以適用于任何的水質(zhì)，不會產(chǎn)生氣蝕、磨蝕和堵塞現(xiàn)象。

g、可靠性高：由于裝有雙反饋系統(tǒng)和出口壓力自鎖定裝置，可以保證減壓閥在工作狀態(tài)下相互切換反饋系統(tǒng)，并保證出口壓力不超限，以保護閥后設(shè)備的安全。

h、運行中，減壓閥無噪音、無振動、無壓力漂移、無卡阻現(xiàn)象。

i、使用壽命長：由于主要部件均采用不銹鋼材料，主彈簧不與水接觸，且無橡膠受力件，使用壽命遠遠長于前減壓閥。

j、安裝、調(diào)試、運行、維護方便。
ZJY46H減壓閥,專為水電站技術(shù)供水系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的冷卻水源.
大應(yīng)用裝機：800MW（向家壩水電站）
大應(yīng)用供水：5000m3/h
高應(yīng)用水頭：370m
大減壓比：12:1
 
規(guī)格型號
1—湘潭中基電站輔機制造有限公司產(chǎn)品代碼
2—減壓、穩(wěn)壓、穩(wěn)流活塞式調(diào)節(jié)閥
3—法蘭連接
4—組合式
5—閥座、節(jié)流錐密封材質(zhì)
（H：不銹鋼，硬密封；X：橡膠，軟密封）
6—公稱壓力（bar,16/25/40/64）
7—閥體材料（Q:球墨鑄鐵C:鑄鋼P:不銹鋼）
8—功能代號
 ①:單反饋、可反沖排污型
 ②:雙反饋、可反沖排污型
 ③:單反饋、可反沖排污、內(nèi)鎖定保護型
 ④:雙反饋、可反沖排污、內(nèi)鎖定保護型
9—自動型號（Q1自動排污Q2自動排污，遠程監(jiān)控）
外形結(jié)構(gòu)
如右圖所示，ZJY46H活塞式減壓閥是由主閥和反
饋系統(tǒng)組成。圖中所示為功能代號④的產(chǎn)品：雙
反饋、可反沖排污、內(nèi)鎖定保護型。

外形結(jié)構(gòu)：
1—安全拉桿
2—安全鎖定螺母
3—調(diào)節(jié)扳桿
4—起吊螺母
5—鎖緊螺母
6—壓力導管
7—閥蓋
8—射流泵
9—三通轉(zhuǎn)換閥
10—控制閥
11—排污閥(排放水中雜質(zhì)，自動排污型為電磁閥)
12—出口壓力鎖定閥
13—閥體

3、減壓閥裝置的構(gòu)成及原理
3.1、減壓閥的型號
珊溪電廠減壓裝置采用的是ZJY46H—25Q(Ⅳ)DN400型減壓閥裝置。其中：ZJ—公司代號；Y—減壓閥；4—法蘭連結(jié)；6—組合式；H—閥座材料為不銹鋼；25—公稱壓力(MPa)；Q—球墨鑄鐵；Ⅳ—雙反饋、可反沖排污、內(nèi)鎖定保護型。

3.2、減壓閥的結(jié)構(gòu)
減壓閥的結(jié)構(gòu)如圖1所示。該裝置為ZJY46H-250Q(Ⅳ)雙反饋減壓閥，主要由主閥、主用反饋系統(tǒng)和備用反饋系統(tǒng)組成。兩個反饋系統(tǒng)呈并聯(lián)式組合。在減壓閥的正常工況下，兩套反饋系統(tǒng)可互為切換，互為備用。而備用的反饋系統(tǒng)，可進行拆卸檢修。兩套反饋系統(tǒng)功能均一樣，無主次之分。在工作狀態(tài)中的反饋系統(tǒng)如發(fā)生堵塞，(出口壓力下降)可在減壓閥的工作狀態(tài)中進行反饋系統(tǒng)的反向沖洗排污，將污垢排出系統(tǒng)外，使減壓閥恢復正常工況。
珊溪電廠減壓閥改造圖1 減壓閥結(jié)構(gòu)

3.3、減壓閥的工作原理及主要輔助功能介紹
3.3.1、減壓閥的工作原理
如圖2所示，P1為減壓閥的進口壓力;P2為減壓閥的出口壓力;Pt為減壓閥主閥的彈簧壓力;Pk為減壓閥主閥的壓力調(diào)節(jié)腔壓力;P't為反饋系統(tǒng)控制閥彈簧壓力;Pk'為反饋系統(tǒng)控制閥壓力調(diào)節(jié)腔壓力;H為減壓閥閥座和節(jié)流錐的開啟高度(相當于主閥的過流面積)。減壓閥正常工況時，Pt=Pk，控制閥Pt'=Pk'，此時主閥和控制閥的閥座與節(jié)流錐開啟高度H和L都是一個定值(即：過流面積一定、過流量一定)。因此，減壓閥出口壓力相對是一個低壓值P2。
珊溪電廠減壓閥改造
圖2 減壓閥工作原理
在進口壓力P1變化時，出口壓力P2是不變的，工作原理如下：
當P1上升時，減壓閥的P2+ΔP2首先表現(xiàn)為上升，其值通過反饋系統(tǒng)出口管傳到控制閥，使Pt'+ΔPt'，ΔPt'與Pk'的力達到新的平衡，控制閥L減小;相應(yīng)ΔPk'壓力增大，經(jīng)壓力導管，使主閥的Pk+ΔPk，Pt=Pk+ΔPk壓力達到新的平衡，主閥H減小、ΔP2值恢復為原P2值。當進口壓力P1下降時，主閥與控制閥的工況則與上述的工況相反。
當出口流量Q增大時，減壓閥的工況相當于P1下降時的工況。當出口流量Q減小時，減壓閥的工況相當于P1上升時的工況。
3.3.2、ZJY46H型減壓閥的主要輔助功能介紹
ZJY46H型減壓閥不同于原減壓閥之處在于：反饋系統(tǒng)的抗泥沙、反沖排污、反饋系統(tǒng)的切換及出口壓力安全鎖定功能。
3.3.2.1、反饋系統(tǒng)的反沖排污工作原理
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(組合式減壓閥,可調(diào)式減壓閥,自力式減壓閥當控制閥的濾網(wǎng)堵塞超過一定程度時，控制閥進口的壓力L升高，導致主閥的PK值升高，導致主閥過流面減小，出口壓力P2值減小。此時只要進行反沖排污操作，系統(tǒng)就可恢復正常。如圖3所示：首先關(guān)閉Fa(由于主活塞下方壓力腔被封閉和水的不可壓縮性，主閥的過流面積不變，減壓閥的P2值仍是一個低壓);其次將控制閥下的三通閥旋轉(zhuǎn)90°，將反饋系統(tǒng)的順向水流關(guān)閉，同時排污口打開;在減壓閥出口壓力的作用下，水流反向，控制閥出口變成進口，水流從濾網(wǎng)內(nèi)向外，經(jīng)三通閥排出系統(tǒng)外，同時帶走附著在濾網(wǎng)外的雜質(zhì);后按關(guān)閉三通閥、打開Fa的順序操作，反饋系統(tǒng)恢復正常。
珊溪電廠減壓閥改造圖3 反饋系統(tǒng)的反沖排污工作原理

3.3.2.2、減壓閥的雙控制反饋系統(tǒng)
為保證減壓閥的安全可靠性，ZJY46H型減壓閥采用雙反饋控制系統(tǒng)(如圖3所示)。在減壓閥工作時互為備用;在工作系統(tǒng)發(fā)生故障時，通過切換就可投入備用系統(tǒng);故障系統(tǒng)可在減壓閥的工況下維修，維修完畢，又可作為備用。從而大限度地保證了減壓閥運行的不間斷性。工作原理如圖3所示：系統(tǒng)A處于工作狀態(tài);系統(tǒng)B處于備用狀態(tài)。系統(tǒng)B的壓力導管控制閥處于關(guān)閉工況;三通切換閥Fc1、Fc2的通道連通A系統(tǒng)。使A系統(tǒng)關(guān)閉、B系統(tǒng)工作的切換時順序為：關(guān)閉Fa，同時旋轉(zhuǎn)Fc1和Fc2至90°;打開Fb。至此，切換完成。
3.3.2.3、減壓閥的安全鎖定
如圖4所示：減壓閥的安全鎖定裝置是由安全拉桿、雙鎖定螺母、調(diào)節(jié)螺桿和活塞組成。在正常工況下，經(jīng)調(diào)整雙鎖定螺母，使其下面與調(diào)節(jié)螺桿的上面留有一個合適的間隙h。減壓閥正常工作時，安全拉桿為空載，不影響正常工況。當意外Pk的失壓，在主彈簧的大剛度壓力下節(jié)流錐和閥座的開度為大值時P1、P2壓力相等，高壓水會破壞用水設(shè)備。由于本減壓閥裝有安全鎖定裝置，故在出現(xiàn)上述工況時，h自動消失，節(jié)流錐和閥座的開度被鎖定在一定位置，P2壓力不會與P1等壓，保護了用水設(shè)備的安全。
珊溪電廠減壓閥改造
圖4 減壓閥安全鎖定裝置
4、減壓閥的調(diào)試
a、打開減壓閥后出口閥門1/3左右的開度。

b、逐漸打開減壓閥前進口閥門，同時注意進、出口壓力表的變化。

c、適當調(diào)節(jié)主閥調(diào)節(jié)桿的位置。

d、打開排氣螺栓，排出空氣，再擰緊排氣螺栓。

e、調(diào)節(jié)控制閥調(diào)節(jié)帽，順時針壓力上升逆時針壓力下降，調(diào)到所需壓力，再擰緊調(diào)節(jié)帽上的鎖定螺釘。

f、調(diào)整主閥鎖定桿上的鎖定螺母，留一定間隙后緊鎖定螺母。

g、逐漸全開出口閥門，同時留意出口壓力表的變化，其壓力值基本不變。

5、結(jié)語
新減壓裝置的設(shè)計原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)備選型、加工工藝等各方面均比原減壓裝置有了很大的提高。經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試，改造后的減壓裝置更為安全、可靠。易于操作、故障率低、維護量小，為珊溪電廠和電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行奠定了堅實的基礎(chǔ)。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：200X先導隔膜式水用減壓閥安裝要求