汽輪機調節閥閥門特性

當大家把精力都集中在主機本體時，請不要忽略了還有這樣一個設備，給大家帶來經典原理的學習機會，那就是給水泵汽輪機的低壓調節閥結構。

閥門特性要了解

談到汽輪機工作原理與結構，首先要想到衝動式葉片與反動式葉片、噴嘴調節與節流調節、部分進汽與全周進汽，調節級與壓力級等這幾個古老的概念。然而由於受技術發展的限制，目前國內80%以上的汽輪機均採用了噴嘴調節、部分進汽方式，並且還大量採用衝動式汽輪機。也僅僅在近幾年之內，才在600MW及以上的大型汽輪機廣泛應用反動式、節流調節與全周進汽方式，我廠汽輪機結構在國內具備相當的技術先進性。儘管設備較為先進，但並不意味著我們對技術能力的要求就要下降，對於汽輪機的閥門特性就是必須要了解的。

這是一個經典的問題，所以，只有從最原始的小汽輪機低壓調節閥講起。

所有的單個汽輪機閥門特性曲線不外乎以下兩種：

這不是一個比例曲線，無法適應功率正比例調節，是由於閥門的機械結構本身決定的，不可避免，但可以優化。

對於大多數噴嘴調節的汽輪機來說，如果採用按順序開啟方式（順序閥調節模式下），多個這樣的曲線簡單疊加，勢必會導致調節過程出現大幅度的波動，功率突變，汽輪機的運行也不穩定。因此，必須讓閥門特性曲線進行線性化，於是就出現了閥門開啟的重疊度。然後就出現了下面這樣的一條曲線，重疊後近似直線的曲線：

閥門開啟講解

多個閥門重疊度的合理設計，可以保證出現以上這條曲線。對應於給水泵汽輪機，低壓調節閥是下圖這樣的。5個閥門的開啟順序，是由閥桿的長度來決定的，並由閥桿的長度決定了開啟的重疊度。紅色數字標明了開啟次序。

請注意：#1閥的閥芯是圓錐形，做成這樣的形狀，是為了保證調節閥剛開啟時，減緩進汽流量的突變性，以適應線性調節。

進一步延伸，大型汽輪機調節閥是無法做到靠閥桿的長度來決定開啟次序與重疊度的，它是由DEH在程序設置中來完成這項工作。

由於噴嘴調節的汽輪機，存在調節級，而對應汽輪機調節級是有「部分進汽度」的，因此，就會出現進汽的不對稱性，導致汽輪機的金屬受熱不均與汽流激振這種危害。為了避免這種現象的出現，噴嘴調節的汽輪機，在一定負荷範圍內，可以採用「單閥」這種控制模式，其實質就是節流調節，幾個調節閥同時開關，四周均勻進汽，來進行功率調節。對於大型噴嘴調節的汽輪機，有「單閥」與「順序閥」兩種固有的調節方式。同時，噴嘴調節的汽輪機，各調節閥有多種靈活的組合方式，但是節流調節並對應於全周進汽，由於調節級的進汽隔板按照噴嘴被分隔為若干個進汽弧段，總是存在部分不進汽的弧段，所以，噴嘴調節的汽輪機始終存在「部分進汽度」。

至此，有關汽輪機的閥門特性與調節模式，我們有了一個基本認識。類似於衝動式、反動式、噴嘴調節、節流調節、部分進汽、部分進汽度、全周進汽、調節級、速度級、壓力級、末級葉片、次末級葉片、軸端汽封、葉頂汽封、隔板汽封等等，都是嚴肅的專業術語，其中有些是不能想當然的去口頭混淆。就像電力系統的阻抗與感抗一樣不能混淆。

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