ZJY46H組合減壓閥在紫坪鋪電廠供水系統(tǒng) 組合減壓閥在紫坪鋪電廠供水系統(tǒng) ZJY46H活塞式組合減壓閥在紫坪鋪電廠供水系統(tǒng) ZJY46H-16C組合減壓閥在紫坪鋪電廠供水系統(tǒng)

之前介紹組合式減壓閥在國華惠州熱電應用，現(xiàn)在介紹ZJY46H組合減壓閥在紫坪鋪電廠供水系統(tǒng)紫坪鋪水電站位于四川省都江堰市,系岷江上游干流第五級電站,距都江堰9KM,距成都市64KM，電站設計裝機規(guī)模為760MW,安裝4臺單機容量190MW水輪發(fā)電機組，水頭變幅為68.4m~132.76m電站在系統(tǒng)中的主要作用是調(diào)峰、調(diào)頻、承擔系統(tǒng)事故備用，是一項以供水和發(fā)電為主的綜合利用工程。

1、ZJY46H組合減壓閥在紫坪鋪電廠供水系統(tǒng)機組技術供水系統(tǒng)運行方式介紹

機組技術供水系統(tǒng)的主用水源為自流減壓：由每臺機組蝸殼取水通過X201D電動閥單獨供給本臺機組；機組技術供水的備用水源為水泵：兩臺水泵從尾水取水供至備用技術供水總管，同時備用技術供水總管通過四個聯(lián)絡閥1231D~4231D與每臺機組連接。而四臺機組主變冷卻水由備用技術供水總管供給。

由于備用技術供水系統(tǒng)設備布置高程在尾水位以下10m左右，一旦該套設備運行中出現(xiàn)7201、7204閥門及閥門前密封墊損壞或管路損壞，將造成水淹廠房的嚴重后果。同時如果將備用取水方式投入運行，水泵將按0.3～0.5MPa水壓控制自動起泵、打壓、停泵操作，這樣將導致設備損壞率升高，增加檢修成本和工作量。機組技術供水冷卻水壓需要在0.3～0.5MPa壓力范圍中調(diào)整一個穩(wěn)定的值來供給，而備用技術供水水壓在0.3～0.5MPa范圍內(nèi)始終是一個不穩(wěn)定的變量。鑒于上述原因，紫坪鋪電廠備用水源水泵尾水取水系統(tǒng)沒有投入運行。

目前，紫坪鋪電廠四臺機組技術供水方式采用機組蝸殼取水做主用供水，而備用水源是將四臺機組聯(lián)絡閥打開，將四臺機組技術供水聯(lián)絡運行，用四臺機組主用水源供給備用技術供水總管，從而保證四臺主變的冷卻供水。

減壓閥的基本性能
1) 調(diào)壓范圍：它是指減壓閥輸出壓力P2的可調(diào)范圍，在此范圍內(nèi)要求達到規(guī)定的精度。調(diào)壓范圍主要與調(diào)壓彈簧的剛度有關。
(2) 壓力特性：它是指流量g為定值時，因輸入壓力波動而引起輸出壓力波動的特性。輸出壓力波動越小，減壓閥的特性越好。輸出壓力必須低于輸入壓力―定值才基本上不隨輸入壓力變化而變化。
(3) 流量特性：它是指輸入壓力―定時，輸出壓力隨輸出流量g的變化而變化的持性。當流量g發(fā)生變化時，輸出壓力的變化越小越好。一般輸出壓力越低，它隨輸出流量的變化波動就越小。

2、紫坪鋪電廠技術供水系統(tǒng)減壓閥存在問題

紫坪鋪電廠四臺機組技術供水系統(tǒng)減壓閥選用的是以色列DOROT減壓閥膜片差壓式減壓閥，閥門公稱直徑為DN350。3#、4#機組減壓閥于2005年10月份投入運行，2#機組減壓閥于2006年3月份投入運行，1#機組減壓閥于2006年5月底投入運行。

2006年10月5日，發(fā)現(xiàn)3#機組技術供水減壓閥動作異常，全開后無法關閉。廠家人員于2006年11月份對3#機組技術供水減壓閥進行了拆卸檢修，發(fā)現(xiàn)減壓閥閥桿斷裂、中心導向爪損壞、閥座脫落，經(jīng)更換損壞部件回裝后工作正常。

2007年11月6日，發(fā)現(xiàn)4#機組技術供水減壓閥無法正常工作。經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)減壓閥閥桿已斷裂、橡膠隔膜已損壞、導向爪已損壞、閥座已脫落。將檢修泵技術改造更換下來的水力控制閥部件拆下，對減壓閥損壞部件進行更換后，減壓閥工作正常。

2007年11月14日，發(fā)現(xiàn)2#機組減壓閥強烈振動、工作異常，經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)2#機組技術供水減壓閥出現(xiàn)類似3#、4#機組損壞情況。

在機組投運后不到兩年時間，先后有3臺機組減壓閥出現(xiàn)基本情況相同的損壞。減壓閥損壞后，造成技術供水管路水壓失控，水壓異常升高，對空冷器，上導、推力、水導油槽冷卻器構(gòu)成極大危害，造成冷卻器銅管爆裂。斷裂的導向爪和螺栓被沖入機組技術供水管路中，至今無法尋找，在技術供水管路中產(chǎn)生磨損和碰撞，引起管路內(nèi)噪音和破裂噴水的嚴重后患。

更換新的備件投運時間不久又損壞，這樣將導致技術供水管路內(nèi)的損壞件堆積，引起管路堵塞，機組各部冷卻水壓降低或消失，引起機組軸承溫度升高，后造成機組被迫停機的事故發(fā)生。國外這種膜片差壓式減壓閥工況的極不穩(wěn)定性，導致了電廠停機經(jīng)常發(fā)生的后果。

3、紫坪鋪電廠技術供水系統(tǒng)減壓閥損壞的原因分析

由于這種DOROT減壓閥膜片差壓式減壓閥在運行中經(jīng)常損壞，給電廠機組技術供水系統(tǒng)造成極大影響。因此，我們對兩年來該減壓閥的運行和檢修情況進行了總結(jié)和分析，得出了該減壓閥容易損壞的以下三個方面的原因。

3.1、減壓閥設計選型方面的原因

紫坪鋪電廠機組水頭在68.4m~132.76m變化，水頭變幅之大在全國也很少見。初設計考慮采用兩級減壓方式實現(xiàn)，即*級減壓至0.80 MPa，第二級減壓至0.30~0.40 MPa。但由于現(xiàn)場管路布置條件限制，只能安裝一臺減壓閥，因此設計終定為一級減壓，在某國技術代表的承諾下，選用了該國的膜片差壓式減壓閥。該減壓閥的大大減壓比為1：3，當水頭達到大水頭132.76m時，該減壓閥出口低能調(diào)至0.46 MPa，否則為惡劣工況區(qū)。由于電廠水源為雪山融化水，水溫較低，常年保持在18℃以下，水冷卻效果很好。電廠機組技術供水經(jīng)現(xiàn)場運行檢驗，水壓在0.25 MPa～0.40 MPa為合適。因此該減壓閥在技術供水系統(tǒng)中，經(jīng)常工作于正常工作調(diào)節(jié)壓力范圍之外，工作在惡劣工況區(qū)，導致減壓閥使用壽命短，容易損壞。

組合式減壓閥主要由主閥、控制導閥、過濾器、針閥、球閥及旁通管道節(jié)流部分等組成和。組合式減壓閥適用于溫≤80℃的水及非腐蝕性液體（汽油、煤油）和氣體等需要降低到一定范圍的設備和管路系統(tǒng)上，通過調(diào)節(jié)將進口壓力降低至某一需要的出口壓力值。當進口力或流量發(fā)生變化時，靠介質(zhì)本身的能量可自動保持出口壓力在一定的范圍內(nèi)。

組合式減壓閥主要技術參數(shù)

3.2、減壓閥結(jié)構(gòu)方面的原因

3.3、機組技術供水運行方式方面的原因通過損壞減壓閥的分析，在結(jié)構(gòu)上存在容易損壞的缺陷，并且損壞是一個逐漸加劇的過程：*步損壞是由于導向爪與底座密封圈之間存在無法消除的間隙，且閥桿和閥在高速水流的沖擊下無法保持*垂直運動，在機組運行時水力波動使導向爪與密封圈發(fā)生碰撞，在機組工作壓力范圍內(nèi)，6個導向爪上均勻地磨出了一圈磨損痕跡。第二步損壞是在*步損壞的基礎上，機組經(jīng)常進行開、停機操作，在導向爪上、下移動過程中，因磨損痕跡的出現(xiàn)和閥桿無法保持垂直運動的影響，使導向爪對底座密封圈產(chǎn)生了一定的拉伸破壞力，從而使導向爪斷裂、底座密封圈脫落。第三步損壞是由于導向爪斷裂后，操作桿和閥盤擺動幅度增大，出現(xiàn)偏斜、卡澀現(xiàn)象，后出現(xiàn)操作桿疲勞性斷裂，橡膠隔膜損壞，導致減壓閥無法正常工作。

受紫坪鋪電廠技術供水系統(tǒng)運行方式影響，機組技術供水備用水源尾水取水方式不可用。主變冷卻用水又取自備用技術供水總管。因此機組備用技術供水總管不允許斷流。為保證機組備用技術供水水源，機組技術供水備用水源由四臺機組主用水源通過聯(lián)絡閥1231D～4231D聯(lián)絡運行，由于每臺機組減壓閥后壓力不可能調(diào)整到*相同，造成減壓閥為了消除壓力差參與調(diào)節(jié)，影響了使用壽命。同時由于機組開、停機時的瞬間流量變化非常大，對聯(lián)絡運行的機組減壓閥產(chǎn)生的瞬間調(diào)整沖擊也非常大。

4、紫坪鋪電廠技術供水系統(tǒng)減壓閥更換選型

為解決紫坪鋪電廠機組技術供水系統(tǒng)減壓閥容易損壞的問題，決定對紫坪鋪電廠機組技術供水系統(tǒng)減壓閥進行重新選型，選型后的減壓閥能從根本上解決現(xiàn)有減壓閥所有存在的問題。選型標準如下：

A、整體結(jié)構(gòu)合理且剛性好，以防止零部件斷裂現(xiàn)象；

B、活塞式結(jié)構(gòu)，以防止橡膠膜片老化、強度不夠、斷裂現(xiàn)象；

C、流量與壓力的調(diào)節(jié)能力強、穩(wěn)定，以滿足三臺運行一臺備用的工況；

D、滿足機組開、停機，甩負荷工況時穩(wěn)定運行的要求。

經(jīng)過對各種減壓閥資料收集和到相關電廠進行考察，決定采用北京時代中基科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的ZJY46H型活塞式減壓閥，替代紫坪鋪電廠目前用的國外進口的差壓膜片式減壓閥。

4.1、ZJY46H型活塞式減壓閥的特點

如圖四所示：P1為進口壓力；P2為出口壓力。由主閥和反饋控制系統(tǒng)組成。

4.1.1、合理的結(jié)構(gòu)：由P1流向P2水流為從上至下在節(jié)流錐上形成流暢的態(tài)式，紊流現(xiàn)象減少；由內(nèi)鎖定螺母和安全拉桿組成的出口壓力內(nèi)鎖定裝置可有效保護因產(chǎn)品故障出口壓力升高現(xiàn)象；雙外置反饋控制系統(tǒng)通過切換閥作互為備用的切換，以保證反饋控制系統(tǒng)*地對主閥控制。反沖排污系統(tǒng)可保證反饋系統(tǒng)無堵塞地運行。由于主閥和控制閥均采用活塞式結(jié)構(gòu)在整體剛性方面各承壓部位有足夠的強度。我們在寶珠寺電站（高水頭104m） 和天生橋發(fā)電總廠（高水頭214m）調(diào)查，該產(chǎn)品從未發(fā)生過部件斷裂現(xiàn)象。

 4.1.2、壓力和流量特性

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,自力式減壓閥如圖四所示、Pt為減壓閥主閥彈簧壓力；Pk為減壓閥主閥壓力調(diào)節(jié)腔壓力；Pt′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為閥座和節(jié)流錐的開啟高度（相當于過流面積）。

減壓閥正常工況時， Pt=Pk ，在控制閥Pt′=Pk′。此時，主閥和控制閥的閥座與節(jié)流錐開啟高度是一個定值。因此，P2是一個低壓值。

在進口壓力P1變化時， P2是不變的，工作原理如下：當P1上升時，減壓閥的首先表現(xiàn)為P2+ΔP2，其值經(jīng)出口管至控制閥，使Pt′+ΔPt′，ΔPt′+ΔPt′=Pk′（新平衡），L減小，Pk′壓力增大，經(jīng)導管，使主閥的Pk+ΔPk，Pt=Pk+ΔPk（新平衡），主閥H減小、ΔP2值恢復為原P2值。當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，工況為P1下降時的工況。當出口流量Q減小時，工況為P1上升時的工況。過流面積是隨著用水量的變化而變化的。

4.1.3、減壓比

因不受P1ZJY46H-16型活塞式減壓閥電站運行參數(shù)： 的影響，只要Pk有足夠的壓力與Pt和Pk形成平衡，形成合適的主閥過流面積，減壓比相應會較大。以下是我們調(diào)查

4.1.4、流量分析

   紫坪鋪電站機組單機額定流量為1100m3/h，主變?yōu)?80m3/h，要求單閥供水大于1580m3/h。本次選用ZJY46H-16C DN350減壓閥，廠方提供相關參數(shù)為：過流直徑325mm；大行程H（見圖四）為52mm。因此，大過流面積為：53093 mm2。大水頭170m（加水錘壓力）。

    我們要求ZJY46H-16C DN350減壓閥在低水頭時滿足流量為1580m3/h的要求。廠家提供的相關電廠運行實測相關參數(shù)如下：

根據(jù)ZJY46H-16C DN350減壓閥的相關技術參數(shù)，我們推算出來的數(shù)據(jù)如下：當閥前壓力為0.10 MPa、流速為18m/s、流量為1100 m3/h時，所需過流面積為：16975mm2，（大過流面積為：53093 mm2）只占大過流面積32%。

當閥前壓力上升時，根據(jù)根據(jù)減壓閥的工作原理，主閥過流面積只會減小，所以ZJY46H-16C DN350減壓閥的過流量應該能夠滿足機組運行要求。

5、ZJY46H-16C DN350減壓閥的電廠試運行

2008年4月26日晚8時，*臺ZJY46H-16C DN350減壓閥在紫坪鋪電站的3#機組技術供水系統(tǒng)投入試運行。即時工況為：P1為1.00 MPa；P2為0.35MPa。機組后各用水點壓力表指示平穩(wěn)，減壓閥只聽到水流聲，無異常噪音。運行一小時后，我們和廠家對減壓閥進行了相關測試，結(jié)果如下：

1、反饋系統(tǒng)切換：切換時P2無壓力波動;

2、調(diào)節(jié)反饋系統(tǒng)控制閥，P2調(diào)節(jié)范圍在0.25~0.55MPa，調(diào)節(jié)反應靈敏；

3、關閉減壓閥后的閥門，P2升高至0.40MPa停止，打開減壓閥后的閥門，P2回復至0.35MPa；

4、流量與減壓閥過流面積：電磁流量計顯示為1100m3/h，此時主閥過流面積為17357mm2（大過流面積53092mm2），只占大過流面積的32%，還有充分的的過流量。計算出過流孔流速為17.6m/s。與我們的分析數(shù)據(jù)相關不大。

至2008年10月止，紫坪鋪電站全部機組的技術供水系統(tǒng)全部改造完畢。

6、結(jié)論

紫坪鋪電站通過對機組技術供水系統(tǒng)減壓閥進行改造后，達到了以下幾方面效果：

1、消除了紫坪鋪電廠在設計選型方面的問題， ZJY46H-16型活塞式減壓閥的減壓比能達到10：1，所以能滿足我廠68.4m~132.76m 水頭下，減壓閥后壓力為0.25MPa～0.40 MPa的變幅范圍，同時一級減壓即可。

2、消除了紫坪鋪電廠原有國外減壓閥在結(jié)構(gòu)上容易損壞的問題。ZJY46H-16型活塞式減壓閥從結(jié)構(gòu)上看，活塞桿受活塞和支撐筋兩點定位，能保證活塞桿和閥盤位置在工作中保持垂直上下移動，閥盤不會與其它部件發(fā)生碰撞，而且沒有橡膠隔膜等容易損壞的部件，并且該減壓閥各零部件結(jié)構(gòu)堅固耐用，具有使用壽命長的優(yōu)點，從而減少了大量的維護工作量。

3、ZJY46H-16型活塞式減壓閥從今年四月運行至今，未出現(xiàn)任何故障，為電廠安全運行提供了保障。

6、問題

    目前的問題是由于機組技術供水系統(tǒng)設計方式已無法進行更改，因此四臺機組主用供水和備用技術供水總管屬聯(lián)絡運行方式，而水源由四臺機組蝸殼取水供給。技術供水聯(lián)絡運行方式對減壓閥產(chǎn)生的參與調(diào)節(jié)的影響仍然存在，可能會縮短減壓閥的使用壽命，由于更換后的減壓閥結(jié)構(gòu)堅固，這方面的影響將不會太大。與本產(chǎn)品相關論文：200X先導隔膜式水用減壓閥安裝要求