大口徑高溫高壓整體鍛造截止閥改進方案介紹了大型火電鍋爐機組用整體鍛制截止閥的結(jié)構(gòu)特點、工作原理及性能，論述了截止閥的使用與維護方法，及主要零部件的材料選用。
　　1、大口徑高溫高壓整體鍛造截止閥改進方案概述
　　近年來，隨著高參數(shù)、大機組及超臨界火電機組大量投產(chǎn)運行，對發(fā)電機組的性能要求越來越高。截止閥是保證機組安全和經(jīng)濟運行的重要配套裝置之一，其中主給水截止閥的作用是不間斷的向鍋爐給水管道輸送不飽和水，保證鍋爐正常運行。由于主給水截止閥在高溫高壓下操作，根據(jù)工況系統(tǒng)的要求，設(shè)計了整體鍛造大口徑截止閥。 

　　2、大口徑高溫高壓整體鍛造截止閥改進方案工作原理
　　截止閥( 圖1) 由閥體、大閥瓣、小閥瓣、閥蓋、均壓環(huán)、四分環(huán)和閥桿等組成。由于截止閥公稱通徑較大，為減小閥門啟閉力矩，閥瓣采用大閥瓣與小閥瓣組合結(jié)構(gòu)。介質(zhì)流通方向為高進低出。閥門開啟時，先由閥桿提升小閥瓣，小閥瓣受力面積小，易于開啟。在小閥瓣提升過程中，閥門兩端壓差逐漸減小，隨著閥桿的繼續(xù)上升，再帶動大閥瓣的開啟。這種結(jié)構(gòu)減輕了啟閉瞬間介質(zhì)對閥桿和閥瓣的損傷，避免了大口徑截止閥啟閉力矩大的缺點，降低了執(zhí)行器的力矩和制造成本。為了保證小閥瓣和閥桿連接的可靠性、靈活性和萬向性，又方便裝卸，小閥瓣采用T 形槽連接。

3、大口徑高溫高壓整體鍛造截止閥改進方案主要技術(shù)參數(shù)
　　公稱尺寸：200mm
　　公稱壓力：32MPa
　　設(shè)計溫度：250℃
　　管道規(guī)格：Φ223 × 12. 7 mm
　　適用介質(zhì)：水、蒸汽
　　連接形式：對焊連接
　　驅(qū)動方式：錐齒輪傳動

4、大口徑高溫高壓整體鍛造截止閥改進方案設(shè)計
　　截止閥設(shè)計時采用ASME B16. 34 和GB /T12221 等相關(guān)標準。由于截止閥的壓力- 溫度額定值符合ASME B16. 34 的特殊級，用插值法得出32MPa 對應(yīng)的壓力級為Class 2 000。閥體和閥蓋的連接采用內(nèi)壓自緊( 伍德) 密封結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)內(nèi)部壓力越高，閥蓋密封性能越好。截止閥受結(jié)構(gòu)因素影響，流阻大，壓降高，閥瓣與閥座密封面材料既要耐腐蝕、耐沖刷，又要保證在高溫時的硬度，因此，密封面堆焊硬質(zhì)合金( stellte No. 6) ，增強其耐磨性和抗擦傷性，提高密封面的使用壽命。截止閥通過錐齒輪傳動裝置帶動閥桿升降運動，實現(xiàn)閥門的啟閉。在全開狀態(tài)時，閥瓣*提起，并略高于出口通道的中心線，使閥門的壓降小。
　　按ASME B16.34 要求，閥體壁厚用內(nèi)插法選取為50mm。閥體頸部小壁厚( 圖2) t' = 75mm。各零部件尺寸確定后，對閥體頂部、閥桿和閥蓋等進行強度校核。

5、大口徑高溫高壓整體鍛造截止閥改進方案材料
　　閥體由毛坯鋼錠整體鍛造成型，閥門內(nèi)腔零部件采用鍛件或板料。閥體在大型鍛壓設(shè)備上采取自由鍛的形式，經(jīng)過鐓粗→拔長→沖孔→擴孔→壓肩→壓痕→倒棱→校直等，使鍛件外形接近長方形。鍛造閥體經(jīng)粗加工→整體熱處理→消除熱處理應(yīng)力→閥體整體超聲波探傷→精加工→整體著色檢查合格后與其他零部件組裝。
　　閥桿選用38CrMoAlA 氮化合金鋼，其有很好的氧化性能與力學(xué)性能，氮化處理后有高的表面硬度達1 100 ～ 1 200HV，并有較高的疲勞強度和高溫許用應(yīng)力，可以減小閥桿直徑，使截止閥整體結(jié)構(gòu)緊湊。截止閥主要零部件材料見表1。

 設(shè)計規(guī)范

 主要材質(zhì)

6、大口徑高溫高壓整體鍛造截止閥改進方案結(jié)構(gòu)特點
　　(1) 大閥瓣、小閥瓣分別與閥體中腔及大閥瓣內(nèi)孔間隙配合，方便導(dǎo)向。可以避免在高壓差下閥門啟閉時，閥瓣被流體推向一側(cè)，導(dǎo)致閥瓣與閥座密封失效，也可避免在條件下，閥桿彎曲。同時閥瓣在閥體內(nèi)導(dǎo)向，可保持閥瓣密封面和閥座的同軸度。由于利用了導(dǎo)向的功能，閥體與閥瓣的間隙較大，使閥瓣升降靈活無卡阻。
　　(2) 由于閥門開啟時小閥瓣先開啟，降低了閥門的開啟力矩，既降低了錐齒輪傳動裝置的力矩，減少了傳動裝置的成本，又減小密封面的磨損。
　　(3) 在閥體中腔與自密封填料接觸處堆焊Stellite合金，防止在高溫及自密封填料強烈腐蝕下，造成閥體中腔內(nèi)壁磨損，可有效的保證中腔的密封。
　　(4) 閥桿密封采用柔性石墨編織填料和柔性石墨環(huán)，其中首圈和底圈采用柔性石墨編織填料，中間圈填料采用柔性石墨環(huán)，以防止石墨受壓后擠入閥體中腔。在填料安裝時，應(yīng)對填料逐個預(yù)壓，以維持填料良好的密封性。
　　(5) 閥桿與立柱之間加裝導(dǎo)向塊，保證閥桿只作升降運行不做旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動，減小對填料的磨損，保證填料的密封性能。

7、大口徑高溫高壓整體鍛造截止閥改進方案使用及維護
　　截止閥應(yīng)垂直安裝，閥體上所標注的箭頭為介質(zhì)實際運行流向。在安裝現(xiàn)場必須留出操作和維修的空間。閥蓋部位不宜包裹保溫層，以便填料部位盡可能充分自然冷卻，保證填料密封安全、可靠。閥門出廠時，在閥體與管道連接的坡口處涂有防銹涂料，在與管道焊接前應(yīng)將防銹涂料、油污及灰塵清理和清洗干凈，注意不要損傷閥體坡口。閥門的錐齒輪傳動裝置應(yīng)采取保護措施，防止損傷及誤操作。阻止大氣中的灰塵、化學(xué)物質(zhì)或潮濕氣體對閥桿螺紋及傳動裝置的侵蝕而使其啟閉失效。螺紋、軸承或齒輪等的工作區(qū)域應(yīng)定期潤滑。

8、大口徑高溫高壓整體鍛造截止閥改進方案結(jié)語
　　大口徑高溫高壓整體鍛件截止閥啟閉件密封結(jié)構(gòu)可靠，小閥瓣的先開啟，使得啟閉力得到了的減小，降低了執(zhí)行器的成本。經(jīng)過各項檢驗，性能良好，在長期的工作狀態(tài)下可實現(xiàn)零泄漏，提高了閥門的使用壽命，對穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量和保障配套設(shè)施的安全運行具有積極的作用。