超超临界机组最小流量阀技术规范.doc

附件1

超（超）临界火电机组关键阀门国产化研制

给水泵最小流量阀技术规范书

国电黄金埠电厂
华能长兴电厂
大唐蔚县电厂
华东电力设计院
浙江省电力设计院
华北电力设计院
哈尔滨电气集团
东方电气集团
上海电气集团

2012年11月

给水泵最小流量阀 技术规范

目 录

1.总则
2.技术参数
3.技术要求
4.制造要求及其重要部件材料
5.设计制造标准
6.试验和检验

1 总则
1.1 本规范书适用于国产超（超）临界机组的给水泵最小流量再循环阀。它提出了该设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。给水泵最小流量装置使用于汽动给水泵，其中包括阀门本体、气动执行机构及其附件等。
1.2 本规范书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术要求作出详细规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，研制单位应保证提供符合本规范书和相关的国际、国内工业标准的优质产品。
1.3 本规范所列标准，与研制单位所执行的标准发生矛盾时，按较严格的标准执行，研制单位在设备设计和制造中所涉及的各项规程、规范和标准必须遵循现行最新标准版本。
2 控制阀技术参数
2.1
汽动给水泵最小流量气动调节阀
序号(ITEM No.)
1
再循环阀所在系统(SYSTEM No.)
给水系统
再循环阀编号(CONTROL VALVE TAG No.)

工况(CONDITION)
工况1
工况2
工况3
工况4
流量(m3/h)（FLOW）
489
450
250
200
进口压力(MPa.a)
(INLET RESSURE)
37.96
33.4
19
13
出口压力(MPa.a)
(OUTLET
PRESSURE)
1.3
1.3
0.7
0.5
压力降(MPa.a)
(PRESSURE DROP)
36.66
32.1
18.3
12.5
系统设计压力(MPa.a) (SYSTEM DESIGN PRESSURE)
44
设计温度(℃)
(DESIGN TEMPERATURE)
200
运行温度(℃) (OPERATING TEMPERATURE)
186.4～138.3
连接方式
(CONNECTION)
法兰连接(FLANGE)

承插焊(SOCKET WELD)

对焊(BUTT WELD)
√
执行机构动作方式
(ACTUATOR ACTION)
信号增加开(SIGNAL INCREASE TO OPEN)
√
信号增加关(SIGNAL INCREASE TO CLOSE)

流量特性
(FLOW CHARACTERISTICS)
等百分比(EQ %)

线性(LINEAR)
√
快开式(ON/OFF)

执行机构附件
(ACTUATOR ACCESSORIES)
定位器(EQ %)
√(4～20mA)
电磁阀(SOLENOID VALVE)
√
限位开关(LIMIT SWITCH)
√
闭锁阀(LOCK UP VALVE)

位置变送器(POSITION TRANSMITTER)

继动器(BOOSTER RELAY)

手轮(HAND WHEEL)
√
故障时位置
(FALL POSITION)
开(OPEN)
√
锁定(LOCK)

关(CLOSE)

最大允许噪音 dBA (MAX. ALLOW NOISE)
85
进出口管道尺寸（直径×壁厚）(PIPING SIZE (OD×T)) IN/OUT
Æ219.1×28
管道材料(PIPING MATERIAL)
15NiCuMoNb5-6-4
介质类型(FLUID)
给水
备注(REMARK)
阀门0~20%开度时必须具备快速通过这一区域功能

3 技术要求
3.1基本要求
3.1.1研发单位应依照参数表提出的参数条件，提供调节型的给水泵最小流量阀，选定的阀门必须满足参数表提出的每一个工况，阀门设计应给予最大和最小工况适当的裕度。再循环阀的设计应满足介质温度、压力、流量、流向、调节范围，以及严密性要求，阀体及阀内件应无汽蚀、闪蒸。
3.1.2给水泵最小流量再循环阀的设计、制造、检验及试验应遵照最新的美国国家标准(ANSI)、美国仪器仪表协会标准（ISA）材料选用应符合ASTM标准。
3.1.3阀门的流量特性曲线应是线性特性曲线，再循环阀的流量特性应能对调节系统进行合理补偿。在最大运行工况下，其阀门开度考虑在80～85％之间。
3.1.4再循环阀口径应能满足工艺上对流量的要求，通过阀门的介质流速必须限制在允许的范围内，对两相流工况阀芯出口流速要小于30m/s。以防止磨损、腐蚀、震动的发生。研发单位应提供能够表明其产品符合上述要求的计算。
3.1.5研发单位应提供足够的降压级数，以彻底地避免磨损、腐蚀和振动及汽蚀现象的发生。并在计算文件中明确所供产品的降压级数，降压级数不能低于7级。
3.1.6 阀门应在不同工况下能平衡地控制流体。
3.1.7阀门的设计应按ANSI标准压力－温度等级考虑，强度设计参数不小于参数表提供的设计参数。
3.1.8阀门应具有密封良好，泄漏小及阀杆不平衡力小等特点。阀门泄漏等级ASME B16.104 V级。
3.1.9 对于阀门及其执行机构的安装方法有特殊要求时，研发单位应在文件资料中作特别说明。
3.1.10阀门可调范围比应在30以上。研发单位应提供计算CV值及选定阀门CV值。并给出最低可控CV值，并提供阀门在各种工况下的开度。
3.1.11研发单位应提供当工质中携带有例如焊渣等微小杂质时，保证阀内组件达到其设计意图所采取的措施，尽可能加装过滤装置。
3.1.12给水泵最小流量装置使用寿命不小于30年。
3.1.13给水泵最小流量装置的噪声在距阀体外壁1米处应不大于85dB(A)。上述噪声等级必须是在不使用喷管、消音器、孔板以及保温层等其它消音手段时，阀门本身所能达到的要求，并应提供其产品已经符合上述要求的有关计算。
3.1.14除有特殊说明外，阀门必须达到在施工现场安装前不需解体检查就可安装的要求，如因阀门特殊材料难以承受阀体焊接除应力时的温度要求，需要在技术资料及其产品内包装上醒目说明，以保证阀门的良好使用。
3.1.15阀门必须做水压试验和严密性试验。 阀门强度必须满足水压试验要求。水压试验压力为在100℉（38℃）下对应额定压力的1.5倍。
3.1.16 研发单位确定的阀门进出口口径应与连接管道的规格一致，接口的坡口型式按管道的坡口型式。阀体材料为锻件的WB36材料。
3.1.17最小流量装置中再循环阀的调节方式为连续调节，并具有快开功能（快开时间要求小于10秒）。采用气动执行机构。最小流量阀严密性等级为ANSI B16.104 V级。阀门密封试验按照阀门在100℉（38℃）下对应额定压力的1.1倍。
3.2 结构要求
3.2.1阀门应采用直通或角型阀体结构。
3.2.2为方便维护和检修，阀芯应设计为可以快速拆装式结构，阀内件不允许使用螺栓或一次性焊接结构，阀门必须为可拆卸结构，阀座、阀芯等重要部件均可更换，以降低二次检修费用。
3.2.3阀门上应具有明显的流体的流动方向。
3.2.4阀芯应具有阀塞周围压力平衡设计，以避免阀塞受力不平衡，而造成阀塞偏心卡死。
3.2.5对阀座密封力的要求，应能够足够抵抗满足介质压力不产生泄漏，也不会压坏密封面。
3.2.6不允许研发单位所供阀门在阀后加装节流孔板，或增大阀后管道壁厚。研发单位应根据参数表提供的数据（参见最小流量阀技术参数表）提供最小流量阀前后与管道的焊接要求和坡口图。
3.3气动执行机构
3.3.1每个气动执行机构及其附件之间均已连接好空气管路，空气管路采用不锈钢管，要求每个气动执行机构具有快开功能。现场仅向每个执行机构提供一路气源，且为标准的仪表管路气源，并需提供各个执行机构的气源接管口径大小及所需压缩空气的气量。
3.3.2能够满足气源在0.5~0.8MPa(g)下可靠使用，阀门开关时间不大于10S，保证开关时间不能采取另外加粗气源管路的方法，可以加装储气罐来满足快速开启的要求，储气罐能够满足连续开关5次的储气量。
3.3.3快开快关阀门，其执行机构动作时间应小于10秒（均佩带电磁阀）。电磁阀电源为AC220V 单相。
3.3.4所有执行机构应配供可调整的空气过滤器、减压器以及监视气源和信号的压力表，并应根据附表的要求带有电气阀门智能定位器、电磁阀、行程开关、阀位反馈装置、手动机构等。
3.3.5具体主要技术要求如下：
1) 信号及接点要求：
输入信号： 4-20mADC信号。
接点输出：所有执行器都带4对无源接点输出，节点容量为 220V AC/5A或110VDC 2A
输出信号：都带4~20mA DC二线制模拟量位置反馈信号，负载能力600W
2) 工作条件：
使用的环境温度：一般为-25ºC ~ +60ºC；
使用的环境相对湿度：5~100%；
阻尼特性：£3次半周期；
气动执行机构的主要技术指标：
基本误差：±2.5%；
回差：£2.5%；
死区：£1%自适应；
执行机构响应滞后：£1S；
静态耗气量不大于2000L/h（标准状态）
环境温度每变化10°C时输出行程变化应不大于额定行程的0.5%。
3) 外壳防护等级：外壳防护等级IP56，并解释说明具体防护措施。
4) 智能型定位器
执行器都带有智能型定位器，能够直接接受DCS控制系统提供的4-20mADC的阀门开度指令，不需要中间隔离器或其它转换装置。通过标准的RS 232串行通讯接口或现场总线，执行器可与DCS进行双向通讯：通过DCS向执行器写 入或从执行器读出所有信息。能将执行机构的输出转角转换为成正比的4-20mADC信号，为便于诊断和维护，与I/P转换器一体化，I/P转换器的24VDC电源需要 外部系统（如DCS）通过两线制连接的信号提供。
5) 阀位反馈装置
阀位反馈装置为分体式。
输出电流信号：4-20mA DC 两线制；
负载电阻：600W；
线性误差：0.1%。
优选分体式的智能一体化定位器，也就是阀门上仅具有阀位反馈装置和行程开关，智能定位器及其控制阀、电磁阀装入专门的密闭控制箱，控制箱具有防尘、散热功能，以对气动元件更好地保护。
6) 对于气动执行器设置强制开或关闭功能，应配备电磁阀控制回路。
7) 每个气动执行器设置断电、断信号、断气保护功能，并配置相应的控制回路，故障时必须迅速到达全开位置。
8) 漂移：48小时的漂移应不大于额定行程的1.0%。在回差允许范围内无漂移。
9) 调节型执行机构的工作制式：1200次/小时。
执行机构的始终端应装设行程开关（可调），行程开关应为双刀双掷(DPDT)，开、关方向各两个，行程开关接点容量为220V AC 5A；110VDC 2A。
电磁阀电源采用220V AC，单相50HZ，连续（100％）工作制，电磁阀线圈采用H级（高温），电磁阀正常时可长期带电工作，NE―电磁阀的正常工作状态是正常带电，NDE―电磁阀的正常工作状态是正常不带电。
气动执行机构应直接安装在阀门上，由研制单位配套供货，并完成有关整体调试工作。气动阀门制造厂应提供所有阀门的管路连接原理图。
3.3.8每个气动再循环阀还必须配手动执行机构，手动执行机构可以使再循环阀开度处于任意位置。手轮带自锁装置，手轮带有明显的手动范围标识，手动装置为侧装，以使操作方便。
3.3.9气动执行机构须采取防冻和防高温的措施。
3.3.10气动执行机构的再循环阀在压缩空气失压和失电的情况下具有手动开关和调整的功能．
3.3.11每个再循环阀气动执行机构（包括：智能型定位器、阀位反馈装置、电磁阀等所有用电设备。）仅提供一路220V AC，单相50HZ电源，4~20mA信号电源，研制单位需要的其它电压等级的电源自行解决。
3.3.12研制单位应提供执行机构上的接头组件，能保证执行机构与招标方提供的气源管路连接。
4 制造工艺要求及重要部件材料
4.1阀门制造工艺应符合美国 ANSI B16.34标准。
4.2 研制单位应对设备和备件的材料选择负责。选用的材料应有利于流体流动和适应各种运行工况。所有材料应符合ASTM标准。阀门材质必须充分满足现场工况。
4.3所有焊接都应符合相关规范或标准的要求。所有的焊接程序和焊工资格应按ASME第9章执行。
4.4重要部件材质由研制单位按照工况要求按较高要求执行。
5 设计制造标准
研制单位最低限度地应符合下列标准的规定，同时应采用最新版本的相应标准，具体如下：
标准代号
名 称
ANSI
美国国家标准
ASTM标准
美国材料试验协会标准
AWS标准
美国焊接协会标准
ASNT标准
美国无损检测协会标准
ASME B16.34
钢制阀门（对焊接口和法兰端面）
ASME B31.1
动力管道
MSS标准
阀门和管件工业制造商标准化协会标准
HIS
水利协会标准
SSPC标准
钢结构油漆协会标准
NEMA标准
国家电气制造商协会标准
5.1阀门应具有详细的按照上述标准的设计计算书。
5.2阀门应经过有限元计算分析。
6 试验和检验
6.1最小流量阀的试验必须按照中国机械工程工业协会阀门分会制定的超超临界火电机组关键阀门国产化研制最小流量阀的试验大纲进行试验。
6.2阀门的检验由阀门协会组织专家组进行检验，由专家组判定是否符合技术要求，能否将试制的超（超）临界火电机组的关键阀门进行国产化。