高溫高壓汽輪發電機組對熱工儀表導管和閥門的選用提出了更高要求，目前國內冶金行業在這方面還沒有完善的規范可循，給儀表設計選用帶來一定的困難。下面文章主要結合以往的工程實際，分析了儀表導管和儀表閥門的選用情況，希望能為以后的設計提供參考。

　　關鍵詞:儀表導管;儀表閥門;高溫高壓

　　某鋼廠新建30MW高溫高壓雙抽凝汽式汽輪發電機組，額定進汽壓力為8.83MPa，額定進汽溫度為535℃，減溫水壓力為16.0MPa。冶金行業標準《冶金工業自動化儀表與控制裝置安裝通用圖冊》規定:蒸汽和液體取壓管路的最大公稱壓力均為10.0MPa(PN10.0MPa)，同時蒸汽取壓管路的溫度需小于等于540℃(t≤540℃)。而該汽輪機的運行工況已經接近或超出冶金行業標準。

　　因此在設計時，儀表導管和儀表閥的選用同時借鑒我國現行的電力行業標準《火力發電廠熱工自動化就地設備安裝、管路及電纜設計技術規定》(DL/T5182—2004)。汽輪機壓力和溫度等參數的提高，對主蒸汽和高壓給水系統部分的現場測量儀表及附屬設備(儀表導管和儀表閥門等)也帶來新的、更高的要求。本文結合工程情況，總結儀表導管和儀表閥門選用的經驗，提出切實可行的選用方案。

　　1壓力測量系統

　　儀表導管和儀表閥門主要是應用在壓力測量系統中。該系統由取壓裝置、導壓管和測量儀表組成[1]。機組中的高溫高壓蒸汽和水系統壓力信號的測量均通過導壓管從工藝管道的取樣點接至變送器，通過導壓管或冷凝罐的冷卻，介質溫度可以降至變送器可承受的范圍(≤110℃)。目前國內外變送器的主流品牌均有滿足機組所需壓力要求的產品，故根據測量要求直接選用即可。

　　因此，本文僅對機組采用的高溫高壓汽水系統儀表測量導管及儀表閥門的選用作分析和研究，選擇出能滿足相關工藝參數、測量準確性和長期安全工作要求的現場測量儀表及附屬設備。

　　2儀表導管的選用

　　儀表導管為連接管路測量點和變送器之間的導管，它是檢測和控制系統中的重要環節。對儀表導管的要求是把測量對象上被測參數的任何變化以盡可能小的滯后正確地傳送到測量儀表上。儀表導管的選擇就是按照這一要求考慮的。為此，要考慮儀表導管的管徑和其傳輸的長度，同時要根據被測介質的壓力、溫度和物理、化學性質來考慮選用導管的材質[2]。

　　儀表導管包括一次導管(取樣短管、一次閥前與取樣點之間導管)和二次導管(一次閥后導管)。一次導管應按被測介質的設計壓力和設計溫度選擇，并考慮焊接工藝要求。二次導管及導管附件宜按被測介質的設計壓力和排污時的最高溫度選擇，結合工程實際運行情況，也可按照設計壓力及其對應的飽和溫度選擇[3]，根據《火力發電廠熱工自動化就地設備安裝、管路及電纜設計技術規定》。

　　從保證儀表導管的可靠性、合理性出發，同時兼顧減少儀表導管種類。因此在本工程中，主蒸汽(8.83MPa、535℃)管路以及介質壓力在6.4MPa以上的蒸汽管路的導管選取為:取樣短管采用��22×6(mm)規格的12CrlMoV合金鋼，長度為高出工藝管道保溫層200mm。一次閥后導管采用��16×3(mm)規格的1Cr18Ni9Ti無縫鋼管。高壓給水系統(包括汽包、過熱蒸汽減溫水)等水管路的導管選取為:取樣短管同樣采用��22×6(mm)規格的0Cr18Ni9無縫鋼管或與主管道同材質，長度為伸出管道保溫層200mm。

　　一次閥后的取樣短管采用��16×3(mm)規格的1Cr18Ni9Ti無縫鋼管。高壓蒸汽管道取樣短管的溫度同主工藝管道的介質溫度一樣，因此取樣短管的材質盡量采用與主工藝管道相同的材質，一方面是這種合金鋼的性能具有耐熱優勢，另一方面也可減少現場施工的難度，避免由于焊接處理異種鋼不當而帶來的風險。當然，整個機組的不同部位的取樣短管也要根據各個部位的實際情況綜合考慮選擇。

　　3儀表閥門的選用

　　導壓管路上設有取壓閥。取壓閥的結構應保證流路通暢，盡量沒有彎曲，從而防止氣體或液體在閥體中的聚集。對于蒸汽等高溫、高壓介質，為保證操作安全，差壓變送器必須配置三閥組件才能使用。測量蒸汽介質時，為了保證冷凝水能夠完全充滿導壓管和差壓變送器的測量室，必須要進行必要的排汽操作。

　　排汽操作的要點是用蒸汽將導壓管中的空氣徹底吹掃干凈，這樣的操作必須由排污閥來完成，因此，測量蒸汽介質的儀表設備必須配置排污閥。對于被測介質是高溫、高壓的過熱蒸汽時，取壓閥的選取更是重要，要保證不發生泄漏，以免影響系統的正常運行。儀表閥門類別包括一次閥門、二次閥門、排污閥門等。一次閥門應按照被測介質的設計壓力和設計溫度選取，并考慮焊接工藝要求。二次閥門、排污閥門等應按照被測介質的設計壓力和排污時的最高溫度選取[4]。

　　在高溫高壓系統中，對于一次閥門形式的選用應考慮到以下幾點:(1)應選用針型閥(NeedleValve)或截止閥(GlobeValve)。針型閥和截止閥為同一類閥門，考慮到這類閥門“之”字形閥門腔體結構(見圖2)，可承受比直通閥門如閘閥等更高的工作壓力;(2)考慮系統的溫度壓力要求。閥門列明的工作溫度壓力必須滿足系統的設計要求，可以參考ASMEB16.34閥門設計壓力規范，通常應該選用#2500lbs以上閥門;(3)考慮閥門的通徑要求。截止閥和針型閥的主要區別在于閥門的通徑，截止閥為工藝結構的閥門，其通徑通常大于針閥，所以對于部分流量要求較高的一次閥門，可以考慮選用。而在DN10-DN20的范圍，針閥和截止閥具有相同的設計及應用特點。

　　一次閥門由于鄰接于工藝管道，其所需承受的介質溫度壓力幾乎等同于工藝管道，也就是必須承受主蒸汽的設計溫度壓力。考慮到金屬材料在高溫下性能的變化，特別是耐受壓力的性能下降，因此主蒸汽系統一次閥門的材料的選擇，也是保證系統正常運行的重要因素。在本項目中，在高溫高壓蒸汽管路上的一次閥全部選用了Schneider(施耐德)的焊接式針型閥，材質為高溫合金鋼。這種針型閥在很多苛刻環境下，性能長時間不會發生改變。這些特殊的設計，還有具有防爆，耐高壓高溫的作用，傳送危險流體時候，安全性能可以提高很多，也可以減少意外發生。

　　二次閥門的安裝靠近測量儀表，此時導管內介質的溫度已經下降很多。二次閥門的耐壓能力宜按被測介質的設計壓力選擇，耐溫能力可略低于被測介質的設計溫度[5]。在兼顧安全性和經濟性的前提下，根據工程實際情況酌情選擇。排污閥門根據其安裝位置不同而有不同的選擇。在操作過程中，排污閥門容易受到含雜質介質的沖刷，容易受到磨損而造成故障。這些情況在閥門選型時，需要特別關注。

　　4結束語

　　儀表導管和儀表閥門作為壓力測量的重要部件，在系統中雖然是小型設備，但卻關系到整個系統運行的監測和控制，在發電機組中扮演著不可或缺的重要角色。綜上所述，考慮到高溫高壓機組的苛刻工況，儀表管路和儀表閥門選用時必須從各個方面考慮到其適應程度，以保證機組在長時間內運行的安全性。

　　參考文獻:

　　[1]中國冶金建設協會.鋼鐵企業過程檢測和控制自動化設計手冊[M].北京:冶金工業出版社，2002.

　　[2]中華人民共和國電力行業標準.DL/T5182—2004，火力發電廠熱工自動化就地設備安裝、管路及電纜設計技術規定[M].北京:中國電力出版社，2004.

　　[3]中國電力工程顧問集團公司企業標準.Q/DG1-K001—2011火力發電廠儀表與控制電纜、導管和就地設備布置設計導則[S].北京:中國電力工程顧問集團公司，2011.

　　[4]董春.盧偉.超超臨界電廠熱工儀表導管閥門的設計選型研究[J].電力勘測設計，2013(3):40.

　　[5]魯魁.周立仁.周斌.超超臨界機組儀表導管和高溫高壓儀表閥的選用[J].浙江電力，2007(6):73.

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