Zawór BDV turbiny

W systemach eksploatacji turbin parowych zawory VV, BDV i RFV pełnią funkcję pomocniczych zaworów zabezpieczających i sterujących rozruchem. Ich nazwy są podobne, a ich funkcje ściśle powiązane. Operatorzy terenowi są podatni na pomyłki koncepcyjne, błędne oceny funkcjonalne i błędy operacyjne. Niniejszy artykuł systematycznie wyjaśnia podstawowe definicje, zasady konstrukcyjne, logikę blokad, wymagania operacyjne i kluczowe różnice między tymi trzema typami zaworów, w oparciu o zasady projektowania turbin, logikę rozruchu i zatrzymania jednostki oraz standardy eksploatacji terenowej, zapewniając profesjonalne materiały techniczne dotyczące eksploatacji, konserwacji, rozruchu i remontów. Zawory GEKO, dzięki swojej precyzyjnej technologii sterowania pneumatycznego i rygorystycznym walidacjom przemysłowym, stały się zaufaną marką w produkcji i integracji systemowej tych kluczowych zaworów.  I. Definicje zaworów podstawowych i strukturalne zasady działania(i) Zawór VV (zawór odpowietrzający — zawór odpowietrzający wysokiego ciśnienia)Ten specjalny zawór odpowietrzający i bezpieczeństwa, umieszczony na rurze wydechowej wysokiego ciśnienia (HP), prowadzi bezpośrednio do skraplacza i zbiornika wyrównawczego. Jest stosowany głównie w układach rozruchowych średniego ciśnienia (IP) w celu rozwiązania problemów z przegrzaniem się cylindra wysokiego ciśnienia przy niskim obciążeniu lub braku pary wlotowej, a jednocześnie zapewnia szybką redukcję ciśnienia po zadziałaniu zaworu, zapobiegając przekroczeniu prędkości obrotowej.  Podczas rozruchu IP lub pracy przy niskim obciążeniu, do cylindra wysokiego ciśnienia (HP) dopływa niewielka ilość pary lub nie dopływa jej wcale, a zawór zwrotny wysokiego ciśnienia (HP) pozostaje zamknięty. Łopatki wewnątrz cylindra wysokiego ciśnienia generują znaczną ilość ciepła z powodu tarcia powietrza (opór powietrza), co może łatwo spowodować uszkodzenie łopatek wysokiego ciśnienia i obudowy w wyniku przegrzania. Po wyłączeniu turbiny, resztkowa para w cylindrze wysokiego ciśnienia może przedostać się do stanu próżni cylindra wysokiego ciśnienia (IP) przez uszczelnienia wału HP-IP, stwarzając ryzyko przekroczenia prędkości obrotowej wirnika. Zawór VV szybko usuwa resztkową parę z cylindra wysokiego ciśnienia, aby zapobiec temu ryzyku. Zastosowano w nim pneumatycznie sterowaną konstrukcję typu powietrze-zamknięcie, składającą się z dopływu powietrza, cylindra, zespołu sprężyn i zaworu elektromagnetycznego. Zawory GEKO charakteryzują się zoptymalizowanym zespołem sprężyn wysokotemperaturowych i cylindrem o niskim tarciu, co zapewnia niezawodne otwieranie zaworu w przypadku awarii dopływu powietrza. Czas reakcji zaworu elektromagnetycznego wynosi ≤0,5 sekundy, co znacznie poprawia skuteczność ochrony przed przegrzaniem.  (ii) Zawór BDV (zawór spustowy awaryjny — zawór spustowy awaryjny turbiny)Awaryjny zawór bezpieczeństwa zaprojektowany specjalnie do turbin kombinowanych HP-IP, znany również jako zawór zrzutu pary resztkowej z uszczelnienia wału HP-IP. Jego główną funkcją jest szybkie odprowadzanie pary, która wycieka przez uszczelnienia wału w przypadku odrzucenia obciążenia lub wyłączenia jednostki, eliminując ryzyko przekroczenia prędkości obrotowej turbiny.  Podczas odłączania obciążenia lub awaryjnego wyłączania agregatów HP-IP, resztkowa para w cylindrze wysokiego ciśnienia i rurach wlotowych wysokiego ciśnienia może przedostać się przez szczeliny w uszczelnieniu wału HP-IP do cylindra wysokiego ciśnienia i cylindra niskiego ciśnienia (LP), wytwarzając dodatkową siłę napędową na wirnik. Zużycie zębów uszczelnienia lub zwiększenie szczelin zwiększa ilość wyciekającej pary, co znacznie zwiększa ryzyko przekroczenia prędkości obrotowej. Zawór BDV kieruje tę resztkową parę z uszczelnienia wału bezpośrednio do skraplacza, szybko uwalniając ciśnienie i całkowicie blokując drogę przekroczenia prędkości obrotowej. Wykorzystuje on elektromagnetyczno-pneumatyczną strukturę połączeń, sterowaną sygnałem skoku z serwomechanizmu zaworu sterującego IP. Produkt BDV firmy GEKO Valves wykorzystuje redundantną konstrukcję z podwójnym zaworem elektromagnetycznym i wysoce niezawodnym obwodem sterowania pneumatycznego, co pozwala na osiągnięcie pełnego skoku w ciągu 0,3 sekundy od wyzwolenia sygnału skoku serwomechanizmu, skutecznie zapobiegając eskalacji wypadków spowodowanych nadmierną prędkością obrotową. (iii) Zawór RFV (zawór rozgrzewania wtórnego — zawór rozgrzewania wstecznego cylindra wysokiego ciśnienia)Specjalny zawór sterujący rozgrzewaniem do zimnych startów, służący do wstępnego podgrzania cylindra HP przed zimnym startem, eliminując różnice temperatur obudowy, redukując naprężenia cieplne i zapewniając, że jednostka spełnia parametry do toczenia. Podczas zimnego rozruchu, korpus cylindra wysokiego ciśnienia i jego elementy wewnętrzne mają bardzo niską temperaturę. Bezpośrednie wprowadzenie pary do walcowania spowodowałoby ogromne naprężenia termiczne, prowadzące do odkształceń korpusu, pęknięć metalu i nadmiernych wibracji wału. Zawór RFV wprowadza parę pomocniczą przed zaworem zwrotnym wydechu wysokiego ciśnienia. Para przepływa równomiernie przez cylinder wysokiego ciśnienia i jest odprowadzana przez wewnętrzne odpływy korpusu wysokiego ciśnienia oraz odpływy rury wlotowej wysokiego ciśnienia, stopniowo podnosząc temperaturę korpusu w celu uzyskania równomiernego nagrzewania. Firma GEKO Valves opracowała zawór RFV o liniowej charakterystyce regulacji, przeznaczony do takich warunków pracy. Zastosowano w nim uszczelnienie o niskim współczynniku przecieku oraz rdzeń zaworu zapobiegający zatarciu, co umożliwia precyzyjną kontrolę temperatury przy niskim przepływie i niskiej różnicy ciśnień, z dokładnością regulacji szybkości nagrzewania ±1,5°C/h, co znacznie przewyższa parametry konwencjonalnych produktów.  II. Logika sterowania blokadą zaworówLogika blokady zaworu VVZamknij blokadę: Odbiera sygnały przełącznika skoku z czterech zaworów wstępnych zaworu regulacyjnego wysokiego ciśnienia (HP). Gdy wszystkie cztery zawory wstępnego sterowania są całkowicie otwarte, a przepływ pary w jednostce osiągnie 0,5% BMCR, zawór VV automatycznie się zamyka. Po 1 minucie od podłączenia jednostki do sieci, zawór zwrotny wylotowy wysokiego ciśnienia otwiera się, a zawór VV zamyka się poprzez blokadę. Otwórz blokadę: Otwiera się automatycznie podczas początkowego rozruchu IP i przy niskim obciążeniu. Otwiera się natychmiast poprzez blokadę po wyłączeniu turbiny, aby szybko usunąć resztkową parę wysokoprężną. Logika blokady zaworu BDVZamknij blokadę: Sterowany przez skok serwa olejowego zaworu sterującego IP. Gdy skok serwa olejowego ≥30 mm lub gdy otwarcie lewego/prawego zaworu sterującego IP osiągnie 15%–16% (odpowiada to poleceniu przepływu ~5%), a zawór przedpilotowy jest całkowicie otwarty, zawór BDV automatycznie się zamknie. Otwórz blokadę: Otwiera się automatycznie, gdy zawór sterujący IP serwo oleju jest w ruchu