При создании идеального регулирующего клапана для узлов питания котлов ТЭС важно совместить в конструкции одного клапана решение ряда задач: клапан должен отвечать требованиям по регулированию, иметь надежную конструкцию, быть экономичным в части энергопотребления. Учитывая специфику условий работы котлов различных параметров и конструкции узлов питания, можно выделить две группы регулирующих клапанов: шиберные и поворотно-дисковые.
В качестве регуляторов на узлы питания ООО «Барнаульский котельный завод» изготавливает широко применяемые клапаны шиберного типа серии 1086-100, 976-175, 976-250 (рис. 1) для котлов с докритическими параметрами и клапаны шиберного типа серии 1084-100, 870-200 на сверхкритические параметры.
Существенным недостатком шиберных клапанов является ограничение перепада давления на клапане до 4 МПа, которое фактически в режиме пуска и при нагрузке до 30 % может достигать 20 МПа. Поэтому эти клапаны находят применение только на узлах питания с линиями байпассирования, на которые переводится питание при пониженных нагрузках и во время пусковых операций на котлах докритических параметров.
На сверхкритике используются питательные насосы с регулируемым числом оборотов, и в результате перепад, как правило, не превышает 0,5-2 МПа, но при наборе нагрузки может быть значительно выше.
В результате для обеспечения работы шиберных клапанов требуется привод мощностью до 3 квт и металлоемкий шпиндельный узел. Большие усилия, необходимые для перемещения регулирующего органа, вызывают интенсивный износ резьбовой втулки, которая служит для преобразования вращательного движения выходного вала электропривода в поступательное перемещение регулирующего органа. Это приводит к образованию люфтов, негативно отражающихся на работе автоматических регуляторов, а во многих случаях к невозможности управления клапанами. Преимуществом шиберных клапанов является проходной тип проточной части, который не вызывает повышенного шума и интенсивного эрозийного износа, а также относительная простота конструкции.
Безусловно, по сравнению с шиберными клапанами, рядом преимуществ для котлов с докритическими параметрами обладают разгруженные клапаны поворотно-дискового типа серии 1416 и типа 21с DN 100-250 (рис. 2).
В поворотно-дисковых клапанах регулирование расхода осуществляется изменением площади отверстий в седле, перекрываемых плоскостью золотника, при его повороте вокруг оси на 90°. Принципиальная особенность этих клапанов, отличающая их от шиберных, – наличие в их конструкции разгрузочного устройства, позволяющего работать с перепадом на клапане до 17,6 МПа и снижать мощность электродвигателя привода до 0,5 кВт, а также повышать надежность работы шпиндельного узла. Профилированная проточная часть способствует снижению шума и защищает от эрозийного износа зону турбулизации и максимальных скоростей потока. Основное отличие клапанов серии 1416 от типа 21с заключается в типе разгрузки: у клапанов серии 1416 разгрузка осуществляется за счет увеличенного диаметра шпинделя, а у типа 21с применено встроенное в золотник разгрузочное устройство поршневого типа. Клапаны серии 1416 в дополнение к четвертьоборотному встроенному приводу позволяют использовать привод типа МЭО.
Возможно, такой краткий анализ применения клапанов для узлов питания поможет принять правильное решение при выборе конструкции клапана.
