嘉興發(fā)電廠1號(hào)機(jī)組給水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥為美國CCI公司生產(chǎn)制造。2001年5月1號(hào)機(jī)A級(jí)檢修期間發(fā)現(xiàn)其中汽泵A、汽泵B給水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥閥芯、閥座已嚴(yán)重吹損，閥芯密封面有深達(dá)2mm縱向溝槽。閥座密封面不但有縱向溝槽，且有深1mm的氣孔。而電泵給水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥閥芯、閥座吹損情況不嚴(yán)重，只有少許溝痕。

     筆者認(rèn)為造成給水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥吹損*主要的原因是運(yùn)行工況惡劣，存在嚴(yán)重的氣蝕和閃蒸現(xiàn)象，及未對(duì)給水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行正確的檢修和調(diào)試。

      1給水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥的運(yùn)行工況

     機(jī)組采用滑參數(shù)啟動(dòng)方式，機(jī)組啟動(dòng)到額定負(fù)荷運(yùn)行過程中，鍋爐壓力從很低（乃至零）逐漸升至額定值。主給水流量亦由小到大逐漸上升。主給水泵運(yùn)行時(shí)，應(yīng)有足夠的水量流過泵體，以帶走轉(zhuǎn)動(dòng)部分產(chǎn)生的熱量。如果流量太小，冷卻不足，會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)子過度膨脹等異常現(xiàn)象，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子卡澀，甚至損壞給水泵。為此在給水泵出、入口之間設(shè)有再循環(huán)回路及再循環(huán)調(diào)節(jié)閥，用于機(jī)組啟動(dòng)過程，讓給水泵出口的高壓水流返回到給水泵前的除氧器給水箱。該給水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥即起調(diào)節(jié)給水泵回流量的作用。給泵出口壓力為24.7MPa，除氧器工作壓力為1.1 MPa。給水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥在流量小于148 t/h時(shí)自動(dòng)開啟，流量大于325t/h時(shí)自動(dòng)關(guān)閉。機(jī)組在正常負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，再循環(huán)調(diào)節(jié)閥處于關(guān)閉狀態(tài)，并要求在高壓差下嚴(yán)密不漏。因此，給水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥始終是在高壓差下運(yùn)行。

      2吹損原因分析

      2.1氣蝕現(xiàn)象

     一個(gè)完全不含有氣體或蒸汽的液體介質(zhì)在高壓差下，經(jīng)常會(huì)遇到氣蝕現(xiàn)象。研究表明，氣蝕產(chǎn)生于液態(tài)區(qū)的氣泡，生成氣泡的必要條件是液體所處的**壓力低于該液體的飽和蒸汽壓力Pv。

     如圖1所示，給水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥的開度根據(jù)調(diào)峰的要求頻繁變化。此時(shí)閥芯、閥座脫離的空間，相當(dāng)于節(jié)流孔板，高壓流體流經(jīng)節(jié)流孔時(shí)靜壓能與動(dòng)壓能相互轉(zhuǎn)換，流速的增加導(dǎo)致壓力降低。當(dāng)壓力降低至等于或低于該流體在入口溫度下的汽體壓力P_v時(shí)，液體中的氣核即膨脹而形成的氣泡，流過節(jié)流面之后，在寬敞的下游流道中流速下降，壓力回升，當(dāng)壓力回升至P₂，并等于或高于P_v時(shí)，汽泡潰裂，這即是氣蝕過程（Cavitation）。氣蝕的破壞力很大。據(jù)測(cè)算，汽泡破裂的瞬間壓力高達(dá)300MPa?，F(xiàn)有的工程材料一般難以抵抗其氣蝕。對(duì)于不銹鋼等塑性材料，在氣蝕作用下，將產(chǎn)生麻點(diǎn)腐蝕，直至蜂窩狀空洞損壞。而對(duì)于硬質(zhì)合金等脆性材料則產(chǎn)生碎塊損壞。

      2.2閃蒸現(xiàn)象

     氣蝕現(xiàn)象只有當(dāng)高壓流體流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的節(jié)流口后，其出口壓力P₂等于或高于該液體的汽化壓力P_v時(shí)，汽泡破裂所釋放出的巨大空化能，才對(duì)節(jié)流元件（即閥芯、閥座）產(chǎn)生破壞。如果出口壓力P₂低于汽化壓力P_v，在節(jié)流降壓過程所產(chǎn)生的汽泡就不會(huì)破壞，而是夾在液體中成為“氣-液兩相流”，通常稱為“閃蒸”流動(dòng)。閃蒸流動(dòng)一般不會(huì)對(duì)節(jié)流元件（即閥芯、閥座）產(chǎn)生破壞，但會(huì)產(chǎn)生阻塞流，而使調(diào)節(jié)閥流量減少。與此同時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲和振動(dòng)。

      2.3調(diào)節(jié)閥吹損嚴(yán)重的特殊原因

     為什么汽泵A、汽泵B給水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥吹損嚴(yán)重，而電泵給水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥吹損相對(duì)不嚴(yán)重?由于300MW機(jī)組參與調(diào)峰，負(fù)荷變化頻繁，造成給水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥頻繁開閉。雖然從開啟到關(guān)閉這一過程只需3S左右，但是閥芯動(dòng)作過于頻繁，等于和閥座長(zhǎng)時(shí)間處于高壓差、節(jié)流狀態(tài)運(yùn)行。汽泵A、汽泵B是在機(jī)組帶正常負(fù)荷運(yùn)行時(shí)投運(yùn)，而電泵只在機(jī)組啟動(dòng)和停運(yùn)時(shí)開啟投運(yùn)。所以可以認(rèn)為汽泵A、汽泵B給水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥始終（或大部分時(shí)間）處于高壓差、節(jié)流狀態(tài)下運(yùn)行，而電泵給水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥投運(yùn)時(shí)間較汽泵A、B給水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥就非常短暫。由于時(shí)間長(zhǎng)，氣蝕和閃蒸現(xiàn)象對(duì)汽泵A、B給水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥造成相當(dāng)大的危害。這就是造成汽泵A、B給水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥吹損嚴(yán)重，而電泵給水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥吹損相對(duì)較輕的主要原因。

     由于給水調(diào)節(jié)閥已定型，其內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)無法改變。雖然美國CCI公司在設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)在防氣蝕方面作出了很大的努力，設(shè)置迷宮式節(jié)流罩等，但是其防氣蝕作用不是很大。在檢修中發(fā)現(xiàn)迷宮式節(jié)流罩內(nèi)孔和閥芯外徑之間可能由于磨損，間隙較大，有0.25mm。如此造成高壓給水在迷宮式節(jié)流罩內(nèi)有微小的泄漏或串流，進(jìn)而造成高低壓空間相互串通和“短路”，破壞了各開度流體的節(jié)流降壓規(guī)律引起氣蝕。如果給水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥檢修后沒有進(jìn)行正確的調(diào)試，即閥芯關(guān)閉時(shí)沒有一定的緊力，就會(huì)造成關(guān)閉時(shí)閥前、閥后的壓差相當(dāng)大，閥芯、閥座遭受嚴(yán)重氣蝕，致使閥芯閥座密封面嚴(yán)重吹損，閥座泄漏量高達(dá)額定流量的30%以上，導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥喪失調(diào)節(jié)控制功能。

      3防止給水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥吹損的對(duì)策

      3.1防止氣蝕磨損的原理和建議

     高速的高壓差的給水流動(dòng)在節(jié)流下通過給水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥，壓力邊為小于給水在此溫度下的蒸汽壓力，隨時(shí)都有可能產(chǎn)生氣蝕。如果將產(chǎn)生氣蝕的壓差定義為臨界壓差△P_c，則當(dāng)給水流經(jīng)調(diào)節(jié)閥所產(chǎn)生的實(shí)際壓差△P<△P_c并在給水流經(jīng)閥門節(jié)流口處的縮脈壓力△P_vc高于給水入口溫度下的汽化壓力P_v時(shí)，就不會(huì)產(chǎn)生氣蝕。由此，將發(fā)生的總壓差用分級(jí)降壓的辦法，使每**的壓差△P₁<△P_c，即可防止氣蝕現(xiàn)象產(chǎn)生。這即是美國CCI公司在給水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥中設(shè)置迷宮式節(jié)流罩的理論基礎(chǔ)，但是現(xiàn)實(shí)效果并不象資料介紹的那么好。建議根據(jù)實(shí)際情況將給水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥重新設(shè)計(jì)制造改型。如果現(xiàn)在沒有改型的條件，建議至少要做到閥芯閥座接合面應(yīng)有計(jì)劃地定期更換檢修。

      3.2防止給水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥吹損的處理方法

     （1）閥芯閥座密封面堆焊較硬的金屬材料（D667焊條）。D667焊條的主要成分為碳3鉻30鎳4硅，主要用于強(qiáng)烈耐腐蝕耐氣蝕件的堆焊，滿足了防氣蝕吹損的要求。這樣不會(huì)由于閥門關(guān)閉的反復(fù)碰撞和沖擊而使閥芯閥座密封面損壞，也使閥芯閥座密封面能夠較長(zhǎng)時(shí)間承受氣蝕磨損。
     （2）在閥門的出口安裝一個(gè)比閥座小的極硬的節(jié)流孔板，以維持足夠的閥后壓力，使之超過給水的汽化壓力。這樣防止了在高流速的低壓區(qū)形成汽泡。
     （3）在閥門調(diào)試時(shí)，先將閥芯關(guān)到底，然后連接氣控裝置推桿和閥桿連接器。將閥門打開。再將閥桿旋下3~5mm，將推桿閥桿連接器旋緊，這樣等于給了閥芯閥座密封的緊力。防止閥門關(guān)閉狀態(tài)沒有關(guān)嚴(yán)實(shí)，產(chǎn)生節(jié)流現(xiàn)象，引起氣蝕。
     （4）在閥芯的外圓四周堆焊較硬的金屬材料后上車床車光，使其與迷宮式節(jié)流罩內(nèi)孔配合緊密，間隙為0.05mm。防止高壓給水與低壓區(qū)串流，引起氣蝕。
      （5）**測(cè)量閥桿的彎曲度，并對(duì)閥桿進(jìn)行直軸工作，使*大彎曲度控制在0.02 mm。
      （6）閥芯閥座密封面研磨時(shí)，注意密封角度保持一致，不產(chǎn)生磨偏現(xiàn)象。
      （7）在自由狀態(tài)下，用紅丹粉檢查閥芯閥座嚙合情況，閥線均勻、連續(xù)、清晰。