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第三节 电站阀门

  黑龙江省生产电站阀门的唯一企业是哈尔滨锅炉厂,由该厂的阀门车间(分厂)设计制造, 1957年建成投产。是机械工业部生产电站阀门的骨干企业之一。
    1957~1960年为仿制阶段。主要根据苏联提供的图纸和技术资料进行仿制生产。主要设 计制造配中压35吨,小时蒸发量75、120吨锅炉的直通阀、闸阀、安全阀、调节阀、止回阀, 共5个品种30多种规格:公称通径在15~300毫米之间,分称压力为64公斤力/平方厘米(6.28 兆帕)或100公斤力/平方厘米(9.8兆帕)。
    此类阀门一般为手动,大口径阀采用正齿轮或伞齿轮传动。阀门连接方式有带侧法兰和 无侧法兰两种,阀体与阀盖连接采用中法兰螺栓。公称通径32毫米以下的小口径阀为模锻件, 50毫米以上阀为铸钢件。
    1961~1963年,工厂在设计方面进行了一系列整顿与改进。1961年,工厂对苏联设计的 安全阀的阀瓣作了改进,增加了排汽阻汽帽。经两年多的试验,于1963年研制成功。启闭压 差从原来的10~15%提高到45~7%,性能达到国际标准,产品被定名为“哈锅式双杠杆安 全阀”,这项成果于1977年获黑龙江省科技进步奖。
    1963年将双柱式双座调节阀改为三角形和长方形组合窗孔,结构简单,调节性能可满足 自控要求,到1985年产品仍在中、高压锅炉上作为给水调节阀使用。取消了不便检修的无侧 法兰阀门,只保留带侧法兰的阀门。
    到1964年,哈尔滨锅炉厂已形成一整套独立的设计方法和设计标准,不再依靠国外图纸 和技术文件,开始进入自主设计阶段。设计出带钢球的离合器结构型电动装置,扭矩为500 牛顿米和800牛顿米两种。代替了过去的行星齿轮式远距离传动电动装置。
    1964年,苏联撕毁合同,北京东郊热电厂苏产锅炉配套的闸阀等部件损坏停产,向哈尔 滨锅炉厂求援配套阀门,设计人员经过多次试验研究,终于设计制造出所需的阀门,中法兰 连接第一次采用了压力自紧式密封结构,这是哈尔滨锅炉厂第一次独立设计的阀门产品。同 年,阀门设计、工艺技术人员和生产工人,参考外地经验研制成功阀瓣自动滚动研磨机,改 过去单件研磨为多件自动研磨,解决了大批量生产阀瓣的关键,改善了劳动条件。
    1963年,哈尔滨锅炉厂建立了蒸汽试验台,可进行高压及超高压冲量安全阀的热态动作 性能试验。至1966年,相继自行研制成功配高压5万千瓦和10万千瓦机组的全部阀门,并批 量生产。
    1967年,开始自行设计配超高压670吨,20万千瓦锅炉用阀,有7种产品56个规格,其中 主要有:
    1弹簧式安全阀。工厂经过上百次试验、改型,终于掌握了弹簧的各种性能和各种有 关制造数据,成功地设计制造出弹簧式安全阀,启闭压差达到5—7%,并扩大到中、高压锅 炉上使用。主要技术参数:通径20毫米(冲量阀),100毫米(主阀),最高工作温度540℃。
    2改进高压加热器保护系统用阀的设计。60年代初,曾设计了内置式活塞式结构的入 口阀和止回阀,但在使用中常因水质不净引起活塞卡涩,动作不灵,使高压加热系统变成无 保护运行,既不可靠又不安全。1977年,将内置式活塞改为外置式活塞,并在活塞进水管路 上增加滤阀,避免了因卡涩而影响阀门动作,整个系统的保护动作过程为2秒。该产品获黑 龙江省科技奖。
    3给水调节阀的设计和改进。哈尔滨锅炉厂生产的首台超高压670吨锅炉安装在辽宁朝 阳电厂。但在试运转时,发现电厂给水泵用的是定速泵,与原设计不符,一启动就是200公 斤力/平方厘米左右压力,使阀门前后承受压差大于设计压差,造成调节阀阀杆断裂、转不 动等问题。针对国内还不能生产变速泵的状况,对给水调节阀作了较大修改:负荷在30%以 下时,采用旁路高压差调节阀来调节;负荷在30%以上时用主给水调节,来分担部分压差。 使阀门得到合理使用,解决了变速泵启动时带来的问题。
    4高压差调节阀的研制。在调节阀的结构设计了4级节流的阀瓣,最大承受压降可达200 公斤力/平方厘米(19.6兆帕),经在电厂使用,满足了运行要求,最大流量每小时200吨/时, 无振动噪音。
    5锻造阀的改进设计。60年代仿制的锻造阀,体大而重,更换阀门不方便。设计人员 参照国外一些小口径阀的结构,又考虑到将来要大批量生产这种阀门,改进设计了3种不同 口径的新型锻造阀,阀重比原阀减轻一半,提高了密封面硬度,又使阀体可在自动线上加工, 提高效率10倍。
    6排污阀设计。排污阀使用寿命短,经常发生泄漏。哈尔滨锅炉厂改变原设计,采用 粉末烧结的硬质合金P620作为密封面材料,然后用钎焊将此密封圈焊在阀体上,使阀门寿命 提高到3~5年。
    7配变速泵机组给水及喷水系统调节阀的设计。以往用于定速泵的给水调节阀和喷水 调节阀已不再适用。工厂技术人员又设计出配变速泵系统的调节阀。给水调节阀采用套筒柱 塞式结构,喷水调节阀采用闸板多孔式结构,都配有角行程电动执行器。可使阀门不再承受 高压差和管道震动等问题产生,又提高了阀门的寿命。
    830%容量旁路系统的设计与研究。由于超高压20万千瓦机组为中间再热机组,为保证 锅炉再热器在机组甩掉负荷时不至于干烧,也为了机组的冷、热态启动及缩短启动时间,设 计上从原来的15%容量的旁路系统,发展了容量为30%的电动快速旁路系统及电动遥控旁路系 统,由于容量增大,对20万千瓦机组的启动性能有明显改善。30%电动快速系统,是利用蒸 汽介质本身的力,打开主阀的原理设计的。电动快速系统,经试用,证明设计原理是正确的, 其动作时间,从信号投入到阀门全开为7秒。
    9生产工艺和设备的改进。1973年,哈尔滨锅炉厂实现了电焊工艺的重大改革,研制 成功阀瓣等离子堆焊机,使用高硬度的钴基合金焊条堆焊阀瓣密封面,开创了以专业焊机代 替手工焊的新路子。
    1973年,阀门车间开始自行建造小口径锻造阀生产自动线,该线于1975年初正式投产, 可代替车床、钻床等加工阀体阀盖,在8个工位上同时自动进行16道工序的加工,提高工效 10余倍,年产锻造阀8 000~10 000套。
    1978年又建立了流阻试验台,配20万千瓦机组超高压阀门水压试验台及阀门电动装置扭 矩试验台。前者可测试公称通径50、150、200毫米的调节阀的流通能力,也可测试公称通径 100毫米截止阀、公称通径150毫米的上闸阀的阻力系数。
    1980年,工厂建立了安全阀排放系数测试试验装置,该装置根据国际标准ISO技术要求 建立,用压缩空气做试验,分别对配高压10万千瓦锅炉和配超高压20万千瓦锅炉的主安全阀, 进行了排放系数测定,为锅炉合理,正确地选配安全阀提供了数据。
    1980年,哈尔滨锅炉厂引进美国CE公司(燃烧工程公司)的亚临界2 008吨/时,60万 千瓦电站锅炉的设计制造技术,与其相配套的安全阀、调节阀等需购自国外,截止阀、止回 阀等还须自行制造。1984年,哈尔滨锅炉厂参照美国样本和技术要求,开始进行设计。设计 中,贯彻美国ASME法规(美国机械工程学会技术标准)和MSS国际通用技术标准,其中有阀门 的水压试验技术条件,铸钢件磁粉探伤、透视检查、射线检查、超声波检查技术条件,阀门 制造技术条件等10项,设计出配首台60万千瓦机组阀门24种,主要产品有:
    1V型截止阀、止回阀:公称通径300毫米。
    2电动截止阀、手动截止阀:公称通径40~125毫米。
    3连续排污调节阀:公称通径40毫米。
    以上各阀公称压力均为320公斤力/平方厘米(31.38兆帕)。
    1984年,哈尔滨锅炉厂组团赴日本进行阀门技术考察。与冈野、东亚等阀门专业厂进行 了广泛的技术交流。并与日本光辉蓄热器株式会社签订了配锅炉蓄热器的高效节能AVA控制 阀的技术转让合同。1985年,又从冈野阀门厂引进了配60万千瓦锅炉的全量型安全阀设计制 造技术。
    自1982年阀门车间改为分厂后,产品的产量和质量不断提高,销量年年递增。到1985年 分厂建筑面积达6 700平方米,安装各种金属切削机床及焊接设备204台,形成年产电站 阀门金属总重600吨的生产能力。产品按照ASME法规,并参照ISO4126—81国际通用标准和日 本标准设计制造,达到国际先进水平。可生产全部中、高、超高压参数阀门及部分亚临界参 数阀门和其它特殊阀门。公称通径由4~400毫米,公称压力由2.6~320公斤力/平方厘米(0.25 ~31.38兆帕),共16个品种,200多个规格。主要有:截止阀系列、闸阀系列、止回阀系列、 减压阀系列、调节阀和旁通阀系列、节流阀系列、给水分配阀系列、杠杆安全阀和冲量安全 装置系列、快速启闭阀系列、高压加热器入口阀和止回阀系列、旁路系统用特殊阀门系列、 AVA调节阀系列与AVA阀配套用止回阀系列、排污阀及部分60万千瓦机组配套阀门。产品型号 全部符号国家机械工业部184018—85标准。产品产量的30%为本厂锅炉配套,其余市场销售。
    高压差调节阀、柱塞式调节阀、超高压冲量式安全装置等,于1983~1985年分别被评为 机械工业部、黑龙江省优质产品。