高温高压电站球阀替代高温高压截止阀的优势

电站阀门厂家北方阀门集团技术部整理，在电站重要设备的隔离、疏水、排气操作中传统适用高温高压截止阀，但是截止阀在高温、高压、高循环、热冲击和冲刷等恶劣工况，经常出现内漏或者外漏。据某大型火力发电厂统计，一台2寸的高温高压截止阀，如果阀门密封和副密封间隙只有0.1mm的泄露，那么一年仅从一台阀门能源消耗高达30万元，而大型超临界机组高温高压截止阀使用数百台。替代传统的高温高压截止阀的阀门是高温高压电站球阀，理由如下：

a、高温高压截止阀的密封件长期暴露在高压介质中，很容易被快速冲刷和磨损，产生泄露。而高温高压电站球阀密封面仅在开关过程中接触高压介质，但由于阀门快速90°旋转操作过程很短，密封面不容易冲刷和磨损。

b、高温高压截止阀多回转升降阀杆在动作过程中容易磨损拉伤填料，造成阀杆外泄露。而高温高压电站球阀快速90°旋转操作大大减少了填料区域的磨损和摩擦。

c、高温高压截止阀需通过外力矩来关闭阀门，为保证完全“零”泄露，需施加很大的外力。而高温高压电站球阀采用浮动球设计，在上游支撑阀座后台安装蝶形弹簧提供预紧力，在高压介质力的作用下球体推向下游的阀座实现“零”泄露。

从上可知，高温高压电站球阀在电站恶劣工况条件下具备高温高压截止阀无法比拟的优势。但高温高压电站球阀长期依赖进口，不仅增加了电站建设费用，而且不利于国内阀门制造业的发展。为了打破国外公司在中国市场的垄断，2010年，国家发改委在北京主持召开了超超临界火电阀门国产化启动会，提出火力发电阀门的国产化目标：通过2年~3年的攻关，绝大部分阀门实现国产化，国产化率达到85%以上。因此高温高压电站球阀国产化具有重大的意义。

1、阀体结构

模锻的下圆上方阀体，在保证阀体强度的同时进可能的减小阀体的外形尺寸，上部的方形结构将阀杆填料尽量远离流道和高温介质，延长了填料的使用寿命。

2、密封面硬化技术

密封面采用先进可靠地超音速火焰喷涂工艺。涂层厚度不低于0.3mm，表面硬度不低于HRC65，结合强度不低于70Mpa，孔隙率小于0.1%，确保密封面质量。喷涂后球体和阀座分别进行研磨，达到需要的表面光洁度。之后采用一对一的配制工艺，保证密封面的****贴合，防止泄露的产生。

3、低应力焊接阀座

焊接阀座与阀体的焊接时高温高压电站球阀最重要的供需。焊接后需保证焊接残余应力控制在****水平，焊接变形控制在机加工公差范围内，不影响阀门的密封性能和扭矩。因此，焊接阀座与阀体采用精细的细牙螺纹连接，阀座旋入至定位台保证装配位置要求。

在焊缝的底部设置应力泄放环形槽，可有效控制焊接残余力和焊接变形。焊接阀座与阀体焊接前三层采用氩弧焊，后面采用手工电弧焊，焊后采用电加热消除焊接应力。

4、阀体散热片

由于高温高压电站球阀在工作温度可达650℃，在输送高温介质通过热传导的作用阀体的温度很高。高温高压电站球阀结构较短，与管道焊接时候产生大量的热量，热量短时间内传递到阀内件导致阀内件产生变形，使阀门的密封性能下降，操作扭矩增加。另外，在焊后热处理期间也容易导致阀内件产生热变形。为了避免热变形可能带来阀门性能的下降，阀体的两端设置散热片，增大阀体与空气的交换面积，有效降低阀体的问题。散热片通过去除材料获得，不同口径和压力等级阀门选择不同散热片的宽度、深度。

5、防扭支架

为了保证高温高压电站球阀开关位置的准确性，拴接支架采用了防扭转止口设计，传动，拆卸方便。分体支架利于阀体的锻造成型。支架上连接孔按照ISO5211标准执行。

6、高温隔热垫片

在支架与阀体之间增加了一片高温隔热垫片，有效地降低支架导热对执行器的不利影响。