高壓調節閥在汽輪機進氣部分中的應用

汽輪機的啟動、停機和功率的變化，是通過改變汽閥的開度，從而調節進入汽輪機的蒸汽量或蒸汽參數實現的，這種調節蒸汽量或蒸汽參數的汽閥稱為調節汽閥。機組在運行中遇緊急情況需停機時，除了關閉調節汽閥外，還必須設置能快速切斷汽源的汽閥，即使在調節汽閥出現泄漏的情況下，也能保證汽輪機停機降速，這種具有安全保護功能的汽閥稱為自動主汽閥（截止閥）。

對于一次中間再熱機組，在高壓缸與中壓缸之間，再熱器及冷、熱再熱蒸汽管巨大的容積空間，儲存著大量的具有一定壓力和溫度的蒸汽，若機組發生緊急停機，這部分蒸汽也足以使汽輪機發生超速。為此，在中壓缸進口處必須設置中壓主汽閥來緊急切斷來自再熱器及管道的蒸汽。另外，在機組低負荷時為了維持鍋爐再熱器及旁路系統的穩定運行，保證再熱器有足夠的冷卻蒸汽流量，保護再熱器不被燒壞，必須設置中壓調節汽閥。

660MW超超臨界壓力汽輪機設置2個高壓主汽閥和2個高壓調節汽閥、2個中壓主汽閥及2個中壓調節汽閥，均通過彈簧彈力來關閉主汽閥和調節汽閥，運行安全可靠，它們的快關時間均小于150ms。

一、高壓主汽閥和高壓調節汽閥

1、汽輪機高壓閥門布置

該汽輪機設置2個高壓主汽閥與調節汽閥組合件，安置在汽輪機高壓缸的兩側。每個組合件由1個主汽閥與1個調節汽閥組成，安放在共用閥體內。每個主汽閥與調節汽閥具有各自的執行機構(油動機)，分別為高壓主汽閥執行機構和高壓調節汽閥執行機構，如圖2-2所示。這些執行機構安放在運轉層的高度上，便于運行檢查和檢修維護。

通過進汽管道進入的蒸汽從高壓主汽闊進入高壓調節汽閥，短進汽噴嘴從調節汽閥延伸到汽輪機缸體。蒸汽離開調節汽閥，從進汽噴嘴進入高壓汽輪機的靜葉持環。由于連接的管線很短，封閉在高壓調節汽閥與高壓汽輪機之間的蒸汽量很小，因此有利于安全停機。

2、高壓主汽閥結構與功能

汽輪機正常運行時，高壓主汽閥全開；汽輪機停機時，高壓主汽閥關閉。高壓主汽閥的主要功能是當汽輪機需要緊急停機時(如汽輪發電機組失去負荷、調節閥調節失靈等)，主汽閥應能快速關閉，而且越快越能保證機組的安全。

高壓主汽閥的關閉速度主要由其控制系統的性能所決定。對于660MW等級的汽輪機組，要求高壓主汽閥完成關閉動作的時間小于150ms。

高壓調節汽閥的功能是通過改變閥門開度來控制汽輪機的進汽量。在汽輪發電機組并網帶負荷之前，高壓調節汽閥不同的開度(在蒸汽參數不變的情況下)對應不同的轉速，開魔大則進汽量大，相應的轉速高；在汽輪發電機組并網帶負荷之后，高壓調節汽閥不同的開度(在蒸汽參數不變的情況下)對應不同的負荷，即開度大，發出的功率也大。高壓調節汽閱在部分開度情況下，蒸汽將發生節流現象，造成蒸汽在不做功情況下的增，從而損失一路分能量，做功能力降低。因此，在進行汽輪機的配汽設計時，應使高壓調節汽闊在正常運往時處于全開狀態。

該汽輪機取消調節級是一種合理的先進的設計方法。這種機組在穩態工況時，高壓調汽閥保持5%主蒸汽壓力的節流壓降。當需變動負荷時，先由高壓調節汽閥通過改變節流第二

降進行調節，以滿足快速響應的要求，然后再由機組的協調控制系統調節鍋爐的熱負荷及蒸汽壓力，直至高壓調節汽閥壓降恢復正常值。

高壓調節汽閥的一部分閥桿，帶有管狀閥盤，可在內閥碟的襯套內滑動。閥盤上的平衡孔減小了開啟閥門所需的提升力。高壓調節汽闊由液壓執行機構打開，即閥門由液壓力打開，由彈簧彈力關閉。當系統有擾動或汽輪機跳呵時，高壓主汽閥(截止閥)與調節汽閥均會迅速關閉。

二、中壓主汽閥和中壓調節汽閥

中壓主汽閥和中壓調節汽閥用來控制進入中壓缸的再熱蒸汽，它們的結構原理與高壓主汽閥和高壓調節汽閥大同小異。

對于采用高壓缸啟動的汽輪機組，在啟動過程中，中壓主汽閥、調節汽閥通常不發揮調節作用。汽輪機組在正常運行中，中壓主汽閥、調節汽閥也不發揮調節作用，只有在某些情況下，如汽輪機需要緊急停機，或需要將再熱蒸汽予以旁路時，中壓主汽閥、調節汽閥將迅速關閉。

1、中壓汽輪機閥門布置

  中壓汽輪機閥門布置如圖2-4所示。中壓汽輪機設置2個主汽閥與2個調節汽閥，安置在汽輪機汽缸的兩側。每個主汽閥與調節汽閥合并放置在共用的閥體內。每個主汽閥與調節通過進汽管道進入的蒸汽從中壓主汽閥進入中壓調節汽閥，短進汽噴嘴從調節汽閥延伸到汽輪機缸體。蒸汽離開調節汽閥，通過進汽噴嘴進入汽輪機中壓缸的內缸。因連接的管線很短，封閉在中壓調節汽閥與汽輪機中壓缸之間的蒸汽量很小，有利于安全停機。

2、中壓主汽閥和中壓調節汽閥的功能

1個主汽閥和1個調節汽閥組合在1個共用的閥體中，閥桿彼此垂直。主汽閥可迅速中斷從再熱器向汽輪機第一部分第二膨脹區和汽輪機第二部分的葉片供應的蒸汽。負荷中斷、啟動與停機時，調節汽閥控制流向汽輪機第一部分第二膨脹區與汽輪機第二部分葉片的蒸汽流，并在負荷上限全開，以消除節流損失。

3、主汽閥結構

中壓主汽閥、調節汽閥結構如圖2-5所示。主汽閥是一個具有整體導向盤的單座閥，蒸汽通過進口連接管進入閥體，并在主汽閥關閉時停留在閥盤上部。與閥桿組裝在一起的導向

盤插入閥盤中，用來釋放閥盤上的蒸汽壓力，由此可減小開啟閥門所需的力。閥盤在閥蓋(6)襯套內滑動。在閥盤背面有一壓條，當閥門開啟時，可頂住基礎襯套(7)，并在此點全汽封。石墨環汽封閥桿襯套，隔絕空氣。閥桿與閥盤不能轉動。主汽閥由液壓執行機構打開，由彈簧彈力關閉。

4、調節汽閥結構

調節汽閥具有管狀閥盤，通過閥桿與執行機構相連。閥盤具有釋壓孔減小開啟閥門所需的提升力。調節汽閥由液壓執行機構打開，即閥門由液壓力打開，由彈簧彈力關閉。當系統有擾動或汽輪機跳閘時，主汽閥與調節汽閥均會迅速關閉。

在汽輪機運行過程中，為防止蒸汽中夾雜的顆粒進入汽輪機并對汽輪機造成損壞，在中壓主汽閥進口處設置了蒸汽過濾器。蒸汽過濾器由纏繞在簡形結構邊緣的波紋條帶制成。這種設計提供了很大的阻力，即使對于以高速沖擊的顆粒也具有很大的阻力。筒形結構包括2個環和大量焊接在環之間的棒，棒又通過焊接在其內部的加強環撐牢。過濾器設計用于從外向內的單向汽流。對于較長的過濾器，其濾網由多個部分組成，波紋條帶的端部被纏繞并被點焊在T形中間環上。濾網的最大網眼由波紋的高度確定，為1.6mm，有效面積為管道橫截面面積的倍數。該過濾器在汽輪機的首調試和連續運行中均適用。