高溫高壓汽輪發(fā)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(nèi)冶金行業(yè)在這方面還沒有完善的規(guī)范可循，給儀表設(shè)計選用帶來一定的困難。下面文章主要結(jié)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(shè)計提供參考。

　　關(guān)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(fā)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(yè)標準《冶金工業(yè)自動化儀表與控制裝置安裝通用圖冊》規(guī)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(jīng)接近或超出冶金行業(yè)標準。

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

　　1壓力測量系統(tǒng)

　　儀表導管和儀表閥門主要是應用在壓力測量系統(tǒng)中。該系統(tǒng)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(tǒng)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(zhì)溫度可以降至變送器可承受的范圍(≤110℃)。目前國內(nèi)外變送器的主流品牌均有滿足機組所需壓力要求的產(chǎn)品，故根據(jù)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(tǒng)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(guān)工藝參數(shù)、測量準確性和長期安全工作要求的現(xiàn)場測量儀表及附屬設(shè)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(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)。對儀表導管的要求是把測量對象上被測參數(shù)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?shù)拈L度，同時要根據(jù)被測介質(zhì)的壓力、溫度和物理、化學性質(zhì)來考慮選用導管的材質(zhì)[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(zhì)的設(shè)計壓力和設(shè)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(zhì)的設(shè)計壓力和排污時的最高溫度選擇，結(jié)合工程實際運行情況，也可按照設(shè)計壓力及其對應的飽和溫度選擇[3]，根據(jù)《火力發(fā)電廠熱工自動化就地設(shè)備安裝、管路及電纜設(shè)計技術(shù)規(guī)定》。

　　從保證儀表導管的可靠性、合理性出發(fā)，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(zhì)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(guī)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(guī)格的1Cr18Ni9Ti無縫鋼管。高壓給水系統(tǒng)(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(guī)格的0Cr18Ni9無縫鋼管或與主管道同材質(zhì)，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(guī)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(zhì)溫度一樣，因此取樣短管的材質(zhì)盡量采用與主工藝管道相同的材質(zhì)，一方面是這種合金鋼的性能具有耐熱優(yōu)勢，另一方面也可減少現(xiàn)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(jù)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(shè)有取壓閥。取壓閥的結(jié)構(gòu)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(zhì)，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(zhì)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(zhì)的儀表設(shè)備必須配置排污閥。對于被測介質(zhì)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(fā)生泄漏，以免影響系統(tǒng)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(zhì)的設(shè)計壓力和設(shè)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(zhì)的設(shè)計壓力和排污時的最高溫度選取[4]。

　　在高溫高壓系統(tǒng)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(jié)構(gòu)(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(tǒng)的溫度壓力要求。閥門列明的工作溫度壓力必須滿足系統(tǒng)的設(shè)計要求，可以參考ASMEB16.34閥門設(shè)計壓力規(guī)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(qū)別在于閥門的通徑，截止閥為工藝結(jié)構(gòu)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(shè)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(zhì)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(shè)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(tǒng)一次閥門的材料的選擇，也是保證系統(tǒng)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(zhì)為高溫合金鋼。這種針型閥在很多苛刻環(huán)境下，性能長時間不會發(fā)生改變。這些特殊的設(shè)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(fā)生。

　　二次閥門的安裝靠近測量儀表，此時導管內(nèi)介質(zhì)的溫度已經(jīng)下降很多。二次閥門的耐壓能力宜按被測介質(zhì)的設(shè)計壓力選擇，耐溫能力可略低于被測介質(zhì)的設(shè)計溫度[5]。在兼顧安全性和經(jīng)濟性的前提下，根據(jù)工程實際情況酌情選擇。排污閥門根據(jù)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(zhì)介質(zhì)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(guān)注。

　　4結(jié)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(tǒng)中雖然是小型設(shè)備，但卻關(guān)系到整個系統(tǒng)運行的監(jiān)測和控制，在發(fā)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(nèi)運行的安全性。

　　參考文獻:

　　[1]中國冶金建設(shè)協(xié)會.鋼鐵企業(yè)過程檢測和控制自動化設(shè)計手冊[M].北京:冶金工業(yè)出版社，2002.

　　[2]中華人民共和國電力行業(yè)標準.DL/T5182—2004，火力發(fā)電廠熱工自動化就地設(shè)備安裝、管路及電纜設(shè)計技術(shù)規(guī)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(yè)標準.Q/DG1-K001—2011火力發(fā)電廠儀表與控制電纜、導管和就地設(shè)備布置設(shè)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(shè)計選型研究[J].電力勘測設(shè)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.

　　相關(guān)電力范文閱讀：電力工程師論文范文(兩篇)

　　下面是兩篇電力工程師論文范文，論文介紹了電力系統(tǒng)繼電保護裝置研究，論文對電力系統(tǒng)狀態(tài)進行了安全檢修，概述了繼電保護裝置狀態(tài)的識別方法，以及新能源電力系統(tǒng)優(yōu)化控制方法，通過有效的檢修來將繼電保護的可靠和穩(wěn)定性顯著提升。以便于能夠?qū)�故障發(fā)生的過程和相關(guān)的原因進行充分的了解。