本文从实际出发简单介绍了大型火电机组中高压加热器旁路保护系统入口电动
三通调节阀和出口电动
闸阀的研制过程，并与国外同类
调节阀进行了比较分析，同时指出了自行设计
阀门的结构特点及应用前景。
大型火力发电机组高压加热器旁路保护系统包括高压加热器入口阀、出口阀及相应的控制设备。以往国内自产的100～300MW机组中的配置是高压加热器入口1台给水阀、出口1台
止回阀，统称为高压加热器联程保护阀。近几年随着国外技术的引进及国外大量知名的阀门企业进入中国的电力市场，目前国内300MW及600MW等大容量机组较多地采用高压加热器入口1台电动三通阀，出口1台闸阀的配置。以前此2台阀门国内均依靠进口，不仅价格昂贵而且备品备件及售后服务均较难解决，因此有必要在消化吸收国外技术的基础上，自行设计开发此系列的阀门，用于300MW及600MW等大容量机组的高压加热器旁路保护系统。
一、系统布置与工作原理
1、典型布置
图1为系统典型布置。
图1 高压加热器典型房路系统布置
2、工作原理
电动三通阀与高压加热器出口电动闸阀配套使用。当高压加热器完好，可投入使用时，通过注水阀往高压加热器注水后，借助作用于阀杆截面的差压作用力和电驱动装置的提升力使阀门开启。当高压加热器发生事故而使水位超过允许水位时，由水位传感器来的电信号使电驱动装置动作，迅速关闭阀门(包括电动闸阀)，切断高压加热器的进水，给水切换到旁路，使高压加热器安全解列，整个动作时间不超过30～40s。
3、作用
(1)电动三通阀布置于高压加热器系统进水侧，用来改变给水流向，切断高压加热器进水。电动闸阀布置于出水侧，用于防止给水倒流到高压加热器。
(2)当任何一台高压加热器出现故障，如爆管、疏水系统故障等引起高压加热器水位上升时，高压加热器旁路保护系统将切断进入高压加热器的给水，使给水从旁路流向锅炉，保证锅炉能不断水继续安全运行。
二、与类似产品性能的比较
1、液动控制联程阀的缺点
以往高压加热器保护系统其入口阀常采用液动联程阀，在运行中存在以下问题：
①高压加热器冷态启动时，首先由注水阀向高压加热器注水。当高压加热器内压力低时，入口阀借作用于阀杆截面的差压，向上作用力往往不能使入口阀自动开启。
②高压加热器正常运行时，给水通过入口阀进入高压加热器，此时旁路处于关闭状态。通往旁路方向阀瓣的关闭力由阀瓣上下腔的差压作用力提供，而阀瓣上、下腔的压差仅有0.6MPa左右，此差压作用力不足以使阀瓣关闭严密。由于有部分给水从旁路泄漏而将导致锅炉给水温度降低，影响到电厂的经济性。
③高压加热器解列时，由凝结水管路液压控制系统驱动入口阀活塞，将阀门关闭。而此凝结水控制管路较为复杂(主要由过滤器、
截止阀、快速启闭阀、节流阀、液压活塞、节流圈等组成)，动作稳定性、可靠性较差，给高压加热器的运行带来较大的安全隐患。此外，凝结水管路液压控制系统需定期进行检修、维护，给电厂检修人员带来较大的工作负荷。
2、自行研制的电动三通阀与国外产品比较
进口(泰科)电动三通阀的阀座结构见图2，自行研制的电动三通阀的阀座结构见图3。
图2 进口(泰科)电动三通阀阀座处结构
图3 自行研制的电动三通阀阀座处结构
(1)国外高压加热器入口阀旁通阀座处多一处密封(采用的是密封圈或密封环)；多一处漏点，运行一段时间后很容易泄漏(见图2)。
(2)自行研制的电动三通阀彻底解决了液动高压加热器入口阀及国外三通阀门泄漏的弊病。
① 阀门可在高压加热器注水后，根据工况需要随时开阀。
② 高压加热器正常运行时，通往旁路方向密封力由介质差压力及电驱动装置附加力提供，旁路关闭严密，锅炉给水温度得以保证。
③ 高压加热器解列时，由水位传感器来的电信号直接驱动电动三通阀的电驱动装置，使阀门快速关闭。控制回路简单、可靠。检修、维护极为方便。
④ 电动三通阀去旁路的阀座密封采用焊接，阀瓣的拆卸从侧面进行，解决了旁通阀座处的泄漏问题。
⑤ 采用电动装置后，无凝结水管路这套复杂系统，运行更加可靠。
3、自行研制的出口电动闸阀的特点
该阀门采用平行式双闸板阀芯，与楔式闸阀比较有明显优点。
(1)楔式闸阀在高温下产生热膨胀，如阀杆热膨胀量大于阀体膨胀量，阀杆上、下两端自由度受到限制，阀杆受力弯曲变形；当阀杆膨胀量小于阀体膨胀量时，阀门产生泄漏，需进一步向下推动阀杆关闭以保证密封。降温后阀体收缩量大于阀杆收缩量，导致阀芯卡死在阀内。平行式双闸板闸阀的闸板可上下滑动，不存在膨胀泄漏及卡死问题。
(2)楔式闸阀系双面密封，生产及维修时需偏角度研磨，如果研磨厚度不均匀或角度修整不准确，将导致阀门泄漏。平行式双闸板闸阀平行密封面，无需进行角度修整；双阀瓣间，阀瓣、阀杆间为柔性连接，即使在研磨过程中研磨厚度不均匀，只要密封面是平的，在介质力作用下阀瓣依然可以自动对中，保证良好的密封效果(见图4)。
图4 平行式双闸板闸阀阀瓣结构
(3)楔式闸阀流体经截流面时产生大量紊流，并携带杂质高速冲击暴露在流体中的密封面，造成密封面损坏，并带来很大的压力损失。平行式双闸板闸阀设置有导流套保护阀座密封面，压力损失小。
(4)楔式闸阀电动装置需提供摩擦力、楔向分力及预防胀死的备用力；电驱动装置选择得很大。平行式双闸板闸阀阀门开关动作时，电驱动装置只需克服介质作用力在阀瓣上产生的摩擦力，电驱动装置相对比较小。
(5)平行式双闸板闸阀阀瓣在开启和关闭中，阀瓣沿阀座密封面滑动，可除去密封面上任何固体杂质；楔式闸阀无此功能。
4、专门的技术支持
A、电动三通阀
(1)阀瓣及侧阀盖安装设计有专用的安装工具，拆装方便。
(2)现场上、下阀座研磨设计有专用的研磨工装，密封面研磨工装见图5。
图5 电动三通阀阀座研磨工装
①研磨下阀座时，只需将弹簧及弹簧压盖取下。
②研磨上阀座时，必须在下阀座上加石棉板保护。
B、电动闸阀
(1)该阀门用于高压加热器联程保护系统，即与进口电动三通阀配合使用保护高压加热器。该阀的功能是在高压加热器解列时切断进入高压加热器的水，阀门上所标介质流向的箭头方向应指向高压加热器。
(2)电驱动装置调试时，开关限位用行程限位；关向时夹板的“V”型口应与指示板“0”位对齐；开向时夹板的“V”型口与指示板“265”位对齐即可(见图6)。
图6 电驱动装置开关限位
(3)安装顺序及方法见图7。
图7 安装顺序图
① 装配夹圈、阀瓣、阀杆等时，按图用阀瓣压紧工装压阀瓣。
② 整体装入阀体，注意开孔左阀瓣在进口方向；取出工装，注意阀瓣是否弹开与阀座密封贴合。
③ 按总装图依次装上各部件。
(4)阀盖自密封副水压试验前须预紧；水压试验中压力升高，须将顶紧螺栓二次拧紧；初投运时如发现冒泡或轻微泄漏，须及时再次拧紧，以免继续泄漏。
三、结论
首台国产高压加热器旁路系统阀门已在新丰热电厂300MW机组上使用，与国外进口阀门具有同等性能，但在密封结构上更加完善，阀芯拆装方便，可作为进口阀门的替代品，成本约降低2/3；且备品备件及售后服务方便，因而具有广阔的应用前景。
