Клапан паровой турбины: назначение, разновидности, обслуживание

Клапан паровой турбины: назначение и виды

Клапаном паровой турбины называют составную часть системы парораспределения – подачи, регулирования расхода и параметров рабочего тела.

Паровые турбины оснащаются стопорными и регулирующими клапанами. Во всей системе каждых из них насчитывается около трех. Пара регулирующего и стопорного клапана образует блок клапанов.

Регулирующий клапан – это устройство для пропуска и перенаправления потоков пара.

Он состоит из паровой коробки с направляющим элементом, штока и связанной с ним чаши.

Стопорный клапан – это аварийный элемент, который осуществляет перекрытие доступа пара к проточной части установки. Скорость срабатывания закрывающего устройства составляет доли секунды.

Перекрытие потока среды осуществляется за счет резкого перемещения клапана вверх после срабатывания электромагнитного выключателя.

Закрытие стопорного клапана препятствует продолжению функционирования турбины: рабочая среда, которая движет вал, перестает попадать в камеру и ротор останавливается.

В общем виде движение пара по клапанам выглядит следующим образом: горячий пар после котла по паропроводам попадает в стопорный клапан (в открытом положении он не препятствует движению рабочего тела), далее среда достигает регулирующего устройства и направляется в проточную часть турбины для придания движения ротору с лопатками. Отработанный перегретый пар перемещается обратно тем же путем.

Обслуживание клапанов

Каждый клапан паровой турбины контактирует с перегретым паром, из-за чего основные детали устройства подвергаются быстрому износу. Кроме того, ресурс элементов сокращается вследствие высоких контактных давлений и малых скоростей движения.

Производители комплектующих паровых турбин находятся в поиске способов повышения ресурса механизмов. Одним из наиболее эффективных решений данной задачи является применение антифрикционных твердосмазочных покрытий. На элементы клапанов паровых турбин наносят материал MODENGY 1001.

Благодаря этому снижаются потери на трение, облегчается процесс открытия/закрытия клапанов, обеспечивается защита от разрушения деталей под действием экстремально высоких температур.

Так как от стабильной и корректной работы клапанов зависит функционирование всей паротурбинной установки, узлы подвергаются постоянному контролю.

Изношенные или поврежденные элементы как можно раньше заменяются, для удобства установки запчастей клапаны делаются разборными.

Контроль функционирования клапанов заключается в их расхаживании – перемещении запирающего элемента на полный ход. Необходимо проводить эту процедуру перед каждым запуском турбины, так как нарушение работы системы парораспределения приводит к необходимости остановки и простоя всей паросиловой установки.

Помимо расхаживания на полный ход проводят ежедневное закрытие механизма на часть хода.

Ежегодно инспектируется плотность клапанов – отсутствие вращения вала при одновременном перекрытии всех клапанов. В случае нарушения герметичности проводят внеочередное обслуживание установок для восстановления уровня непроницаемости, соответствующего допускам.

Перепускной клапан для контроля давления турбины авто

Перепускной клапан турбины вращается за счет выхлопных газов автомобиля, что приводит к созданию давления во впускном коллекторе. Расскажем — для чего нужен перепускной клапан турбины в тюнинге авто и как работает. Различие между внешним и внутренним клапаном.

Зачем нужен

Количество и скорость выхлопных газов зависят от частоты вращения двигателя машины (об/мин). Чем выше мощность на выходе и больше об/мин совершает двигатель, тем больше выхлопов проходит через турбину.

Т.е. создается большее давление. Если едите быстро, выхлопного газа много, турбина автомобиля создает много давления, выхлопов становится ещё больше. И мотор умер от избытка давления.

Поток выхлопных газов на крыльчатку турбины должен быть уменьшен. Они должны контролируемо уходить до турбины или непосредственно из нее. В стоковых машинах используется внутренний перепускной клапан, т.е. выхлоп выводятся непосредственно из корпуса турбины. Но многие устанавливают внешний перепускной клапан до входа в турбину авто.

Как работает

Внутренний перепускной клапан имеет отверстие, через которое выхлопные газы авто выходит из турбины и специальную заслонку, которая закрывает это отверстие в момент работы турбины (когда набирается требуемое давление). Заслонка имеет промежуточные положения — частичной открытости и соединена с рычагом активатора.

Активатор — пневматическое устройство, которое преобразует давление в линейное движение, используя диафрагму и пружину. Активатор приводит рычагом в действие заслонку, вплоть до ее полного открытия при давлении в 10-12 psi.

Сам по себе рычаг свободно перемещается, качаясь на креплении. Если не двигается свободно, когда отсоединен от тяги перепускного клапана, значит есть проблема и что-то ему мешает. Иногда рычаг двигается рывками, особенно при нагревании.

Длина самой тяги активатора может варьироваться, регулируя степень открытости/закрытости перепускного клапана. Если тяга короче, клапан более плотно закрыт и активатору требуется большее давление, чтобы открыть клапан. Результат — большее давление, быстрое раскручивание турбины и перепускной клапан не открывается сильно и быстро.

Если используете контроллер с обратной связью, который сам меряет и контролирует давление, то регулировка тяги перепускного клапана — не даст эффекта, как дает при отсутствии обратной связи. Это происходит потому, что контроллер «принимает во внимание» произошедшие изменения, поэтому такая регулировка сказываться незначительно.

Кроме того, хороший электронный контроллер держит перепускной клапан закрытым (давление на активаторе 0 psi), пока не будет набран нужный уровень — и набор давления происходит быстрее.

Внешний перепускной клапан авто

Это отдельное устройство, которое создано для работы отдельно от корпуса турбины. Оно обычно рассчитано на гораздо больший поток воздуха, чем внутренние. Большинство из них имеет двойной активатор, что способствует более быстрому открытию клапана и обеспечивает лучший контроль за раскручиваемостью турбины машины.

Если строите мощный автомобиль (с мощностью мотора 500 л.с. и выше), то внешний перепускной клапан — единственный правильный путь. Выход от внешнего перепускного клапан может направляться обратно в выхлоп или в атмосферу.

Паровая турбина модернизирует клапан следующего поколения

Обновления

Аппаратное обеспечение с расширенной аналитикой мониторинга работоспособности

В течение последних 20 лет компания GE следит за состоянием своего парка техники, работает с нашими пользователями, чтобы получить ценную информацию и отзывы, и постоянно совершенствует свои продукты. Эти усилия привели к инновациям в оборудовании и мониторинге/аналитике, которые позволили создать ряд предложений Next Gen ST Valve.

Защитите свою паровую турбину

Увеличьте интервалы технического обслуживания, отслеживайте состояние активов и повышайте надежность и эксплуатационную готовность установки с помощью клапанов GE Next Gen ST. Они обеспечивают мониторинг состояния клапана турбины в режиме реального времени, а также диагностику и прогнозную аналитику, необходимые для надежной бесперебойной работы вашего предприятия.

Решение распространенных проблем, связанных с техническим обслуживанием клапанов паровых турбин. Клапаны Next Gen ST обеспечивают множество ценных преимуществ, направленных на окупаемость инвестиций всего за два-три года.

Преимущества

Повышенная надежность и эксплуатационная готовность агрегата

Клапаны GE Next Gen ST — отличный выбор для операторов паровых турбин, стремящихся повысить надежность и эксплуатационную готовность, благодаря множеству проверенных преимуществ.

Повышение надежности и доступности паровой турбины до 10 дней в связи с незначительным событием.*
*Статистика доступности применима только к запланированным событиям

Увеличение интервалов технического обслуживания с 3 до 6 лет с учетом коэффициента.

Наслаждайтесь продемонстрированной окупаемостью всего за 2–3 года.

Ожидается сокращение требований к тестированию клапанов с ежедневных до еженедельных.

Внедрение более разумной стратегии технического обслуживания в зависимости от состояния.

Видео

Хотите поближе познакомиться с нашими клапанами Next Gen ST? Смотри.

Знакомство с клапанами GE Next Gen ST

Преимущества наших клапанов Next Gen ST

Что такое клапаны GE нового поколения ST?

Мы объединили надежный набор обновлений оборудования с цифровыми системами мониторинга и аналитики, чтобы помочь вам перейти от реактивной к прогнозирующей технологии мониторинга состояния вашего предприятия. Наши предложения состоят из:

Модернизированные материалы для клапанов

В предложении GE для клапанов Next Gen ST мы улучшили наши материалы с улучшенной стойкостью к окислению, которые могут снизить скорость окисления до 3–4 раз, а также потенциально снизить риск механического заедания или заедание клапана.

Усовершенствованная геометрия

Мы улучшили геометрию клапана для повышения эффективности и более эффективного направления потока пара и твердых частиц (при их наличии) от штока запорного клапана (критического для безопасности компонента). Это увеличивает угол посадки клапана, направляя любые посторонние частицы в потоке пара от штока.

Кроме того, головка с герметичным уплотнением изготовлена ​​из материалов, устойчивых к эрозии, для снижения скорости частиц, защиты штока запорного клапана от эрозии твердыми частицами (SPE). Герметичная головка также включает в себя запатентованную систему раннего предупреждения, которая может помочь в обнаружении любой потенциальной эрозии, которая может возникнуть, задолго до того, как это станет риском вынужденного простоя.

Датчики и контрольно-измерительные приборы

Используя существующие и дополнительные датчики в сочетании с запатентованными цифровыми и программными алгоритмами, мы можем помочь вам измерять в режиме реального времени критические рабочие параметры, которые могут повлиять на безопасность, надежность и производительность вашего клапана.

Расширенный мониторинг

Пользовательский интерфейс (UI) для аналитики GE Next Gen ST Valve представляет собой веб-портал, к которому можно получить доступ из любой точки внутренней сети вашей электростанции. В этом пользовательском интерфейсе аналитика в режиме реального времени (диагностическая) и предиктивная (прогностическая) аналитика отображают как текущее, так и трендовое состояние критических компонентов клапана.

Эта информация имеет неоценимое значение для быстрой диагностики проблем, связанных с клапанами, обнаруженных во время эксплуатации, и имеет жизненно важное значение для принятия обоснованных решений о сроках и планировании технического обслуживания. Сочетание этого мониторинга с оборудованием GE Next Gen ST Valve может помочь клиентам перейти к увеличенным интервалам проверки и обслуживания клапанов высокого давления и повторного нагрева.

Помогите остановить проблемы до того, как они начнутся

Клапаны GE Next Gen ST могут помочь смягчить следующие проблемы, которые могут привести к длительным простоям на техническое обслуживание, а также к дорогостоящим вынужденным простоям:

• Трещины корпуса  , которые могут возникать в разных местах корпуса клапана и вызывать аварийный/неожиданный ремонт клапана работа и вынужденные отключения
• Эрозия твердыми частицами (SPE)  в результате попадания твердых частиц в поток пара, которые ударяются о шток главного запорного клапана и могут привести к выходу штока из строя
• Залипание , которое происходит в результате окисления и возникает при заклинивании запорного клапана в открытом положении и может потребовать немедленного принудительного отключения

С клапанами GE Next Gen ST Valves мы можем с большей уверенностью прогнозировать, когда потенциальные события, подобные этим, произойдут, путем развертывания аналитики на местах.

ИНФОГРАФИКА

Узнайте, как клапаны GE Next Gen ST могли сэкономить клиенту 2,2 миллиона долларов

Какова реальная стоимость отказа от внедрения расширенного мониторинга? Наша инфографика показывает стоимость незапланированных простоев и то, как наши технологии могут помочь.

Посмотреть инфографику

Модернизация турбины

Комплекты клапанов GE Next Gen ST

Модернизация внутренних компонентов

НАЗНАЧЕНИЕ:  замена внутренних компонентов клапана

Рекомендуется для:

• 7,5” и 9,25” с современными направляющими выпускными клапанами без значительных трещин корпуса

Программное обеспечение для мониторинга и диагностики

Digital Lite — датчики и аналитика с частичным контролем состояния клапана

Полная замена

НАБОР: новые клапаны и приводы

Рекомендуется для:

• Клапанов со сроком эксплуатации более 12 лет или с известными проблемами SPE и/или трещинами корпуса
• MSCV с нижней камерой 9,25 дюйма
• Замена звеньев CRV и рычажной гидравлики

Программное обеспечение для мониторинга и диагностики

Digital Lite — полный пакет мониторинга состояния клапанов, предлагающий улучшенное отслеживание операций, определение тенденций и мониторинг срока службы для улучшения управления активами.

Дополнительные предложения

Модернизация клапана для увеличения интервалов проверки MXL2/APP

Выравнивание сбоев

MSCV и CRV являются ключевыми компонентами для безопасной и надежной работы паровой турбины. Пакет обновлений с увеличенными интервалами проверок поможет создать график, обеспечивающий выполнение проверок клапанов ST в сроки проведения GT a C-проверки (крупной проверки). В результате сокращается время простоя установки и снижается риск отказа клапана. В рамках модернизации интервал проверки клапана ST увеличен с 25 тыс. часов в час до 50 тыс. часов в час, а потребление за весь срок службы на один пуск снижено с 50 до 25 часов в час, что обеспечивает дополнительную гибкость предприятия.

Добавьте цифровые технологии для лучшей интеграции

Дополнительное цифровое решение под названием «Система мониторинга клапанов и приводов» (VAMS) позволяет интегрировать аппаратные обновления (управление, сервопривод, запорный клапан) с цифровой аналитикой, что помогает согласовать продолжительность простоев ST и GT. VAMS включает в себя три решения по обновлению для MSCV и CRV, которые охватывают замену внутренних компонентов и усовершенствование деталей, включая мониторинг и диагностику программного обеспечения, чтобы помочь повысить надежность и доступность ваших клапанов, снизить требования к испытаниям и увеличить интервалы технического обслуживания.

Связаться с нами

Хотите узнать больше о наших клапанах нового поколения ST?

Турбина: регулирующие клапаны для электростанций

Турбина

У нас вы найдете подходящий регулирующий клапан для каждого этапа технологического процесса вокруг турбины электростанции.

1) Регулирующий клапан свежего пара

Этот клапан используется для регулирования давления на входе свежего пара в турбину. Для турбин средних тепловых и промышленных электростанций требуются прямоходовые и угловые регулирующие клапаны от DN100 до DN600 с малым временем срабатывания. (серии: 6N, 6H, 350, 380)

2) Клапан управления отбором пара

Этот клапан может питать паровой коллектор среднего давления для удовлетворения собственных потребностей электростанции или регулировать давление технологического пара на промышленных предприятиях (например, на бумажных фабриках). ), которые часто контролируют несколько паровых коллекторов для снабжения широкого спектра теплообменников. Для этого необходимы прямоходовые и угловые регулирующие клапаны (DN100 – DN600) с как можно большим номинальным значением Cv для низкого перепада давления и временем позиционирования полного хода менее 2 секунд, чтобы врезаться в турбину с минимальными потерями энергии. . (ряд: 6н, 6н, 350, 380)

3) Уплотнительный клапан управления паром

Валы турбин высокого, низкого и среднего давления паровых турбин уплотнены по оси относительно корпуса турбины с помощью лабиринтных уплотнений вблизи проходного сечения вала. Система управления уплотняющим паром должна поддерживать заданный низкий уровень избыточного давления в лабиринтах вала независимо от изменения нагрузки на турбину или конденсатор. Когда давление уплотняющего пара слишком велико, пар утечки из лабиринтов вала может контактировать с корпусами подшипников через сальники и конденсироваться в воду в масляной системе. С другой стороны, когда давление уплотняющего пара слишком низкое, может подсасываться воздух, что снижает вакуумметрическое давление и дополнительно способствует образованию конденсата. Уплотнительно-паровой механизм управления предназначен для подачи пара в лабиринтную камеру и продувки скапливающегося пара утечек в зависимости от типа турбины и режима ее работы. Уплотнительный пар (обычно острый пар) подается с помощью регулирующего клапана уплотнительного пара (DN15–100), который часто требуется для очень точной регулировки при высоком перепаде давления. (ряд 8С, 6Н, 190)

4) Клапан управления отводом пара

Здесь также применимы условия, преобладающие для вышеупомянутого клапана. Утечки пара удаляются с помощью регулирующего клапана утечек (DN50 – 300), при этом пар извлекается в вакуум конденсатора за клапаном. (серии 8C, 6N)

5) Охладитель уплотняющего пара

Острый пар часто имеет чрезмерно высокие температуры, особенно на валу со стороны низкого давления промышленных турбин. Этому можно противодействовать с помощью мини-охладителя (DN65 – 150) или аналогичного. (серия 595, 596)

6) Клапан охлаждающей воды

Для регулирования температуры турбины охлаждающая вода (обычно конденсат) подается в охладитель с этим клапаном DN15 – 50. (серии: 8C, 6H, 120, 130 , 190)

7) Дренажный регулирующий клапан

Все нижние точки паропровода и турбинных камер должны по мере прогрева системы и во время работы отводить скопившийся конденсат в конденсатосборник через запорный или регулирующий клапан. (ряд: 8С, 6Н, 120, 130, 190)

8) Охладитель отработанного пара

Отработавший пар из турбины подает пар низкого давления в коллекторы пара низкого давления (температура которого охлаждается охладителем отработавших газов), в зависимости от типа турбины и способа ее работы на промышленных предприятиях.