ブローダウンおよびその他の発電所用途での絞り弁の使用

蒸気発電所をできるだけ効率的かつコスト効率よく運転するには、どの用途にどのバルブを使用するかを理解することが不可欠です。 たとえば、蒸気発電における重要なステップはブローダウン、つまり蒸気にフラッシュする水の流量の調整または「絞り」です。 従来、発電所の多くの指定者やオペレーターは、この絞り動作を実現するために標準のグローブ バルブを使用していましたが、現実には、標準のグローブ バルブは、極めて厳しい絞りに対処できるように設計および製造されていません。

1. グルーヴィーだが、良い意味ではない。 時間の経過とともに、シートを横切る高速度により、標準的なグローブ バルブに「ワイヤー ドロー」と呼ばれる溝ができます。この用語は、バルブがワイヤーのように見えることから由来しています。 伸線の結果、グローブバルブは閉じたときに密閉されず、漏れが発生します。 提供：コンバル

シートとディスクの間の隙間が小さいほど、摩耗が早くなります。 時間の経過とともに、シートを横切る高速度によって「ワイヤードロー」と呼ばれる溝ができます。この溝はワイヤーのように見えることからこの用語が派生しました (図 1)。 伸線加工の結果、グローブバルブが閉じたときに密閉されず、漏れが発生します。 極端に言うと、ワイヤーの引き抜きが実際に二股に分かれた舌のようにディスクを食い込み、さらに重大な損傷や流量制御の問題を引き起こす可能性があります (図 2)。

2. 問題がある。 極端に言うと、伸線が実際にディスクを侵食し、さらに重大な損傷や流量制御の問題を引き起こす可能性があります。 提供：コンバル

標準的なグローブ バルブの制限を補おうとして、一部のプラント オペレーターは 2 つのグローブ バルブ、またはボール バルブと 1 つのグローブ バルブをインラインで設置します。そのうちの 1 つは積極的な遮断を提供し、もう 1 つは「犠牲的な」絞りバルブとして機能します (図3)。 ただし、このアプローチは、標準のグローブ バルブでスロットリングを実現しようとする場合、扱いにくく、コストがかかる方法です。 これは即席の解決策であり、より多くの材料、より多くの溶接、より多くの修理、より多くの交換が必要となり、必要以上に多くの費用がかかります。

3. 面倒で高価。 2 つのグローブ バルブをインラインに設置し、そのうちの 1 つが積極的な隔離を提供し、もう 1 つが「犠牲」スロットル バルブとして機能することは、標準のグローブ バルブでスロットルを実現しようとする場合、高価な方法です。 提供：コンバル

標準のグローブ バルブでは、実際の条件が誤って計算されたり変化したりした場合、バルブのサイズを変更することはできません。 対照的に、絞りバルブは、極めて厳しい絞りプロセスに対処できるように特別に設計および製造されており、それにより、再現可能な流量制御と信頼性の高い遮断が実現します (図 4)。 独自のニードルディスク設計により、圧力境界が可能な限り最小の直径でシールされ、最大のシール能力が保証されます。

4. 内部の仕組み。 左はConvalの高性能スロットルバルブです。 右はバルブの断面図で、内部コンポーネントを示しています。 提供：コンバル

オリフィスは、シート上の流体速度を損傷レベル以下に保つようなサイズになっています。 その結果、シートが摩耗する可能性が大幅に低くなります。 そうなった場合は、簡単に交換できます。 伸線がより効果的に排除されます。 ステムアセンブリは、適切な制御のためにオリフィスに嵌合されます。 出口オリフィスの角度は、下流の配管の浸食と騒音を最小限に抑えるように設計されています。 実際の条件が誤って計算されたり変化した場合、スロットル バルブ ベンチュリとステム アセンブリのサイズが新しい条件に合わせて変更されることがあります。

通常、スロットル バルブは、炭素鋼 SA 105、鍛造合金鋼 SA 182-F22、SA 182-F91 および F92、SA 182-F316、およびその他の材料で、ASME 900 ～ 4500 の圧力クラスで使用できます。空気、モーター、または油圧で作動します。

給水化学における最近の進歩により、交換可能なベンチュリオリフィスのサイズ変更オプションによる付加価値のある耐用年数がさらに強調されています。 一般に、ブローダウンバルブが 30% 未満の開度で動作している場合、バルブの耐用年数を長くするためにオリフィスのサイズを変更することができます。

デュアル オリフィスのコンセプトと構造に使用されている材料により、スロットル バルブは最も過酷な条件下でもほぼ破壊されません。 ディスクの計量ノーズは、交換可能なオリフィスシート カートリッジ内に留まり、バルブが十分に開いて速度がシート表面に損傷を与えなくなるまで、破壊的な高速の流れをブロックします。 したがって、絞り弁はますます指定され、複合サイクル排熱回収ボイラプラントを含む、原子力から石炭、天然ガスに至るまでの多くのタイプの蒸気発電プラントに設置されるようになってきています。 ブローダウンに加えて、他の一般的なアプリケーションもいくつか続きます。