Uma válvula de desvio de turbina é uma válvula de controle de vapor para serviços severos usada para direcionar o vapor ao redor da turbina durante a partida, desligamento, desarme ou condições selecionadas de gerenciamento de carga. Pode ser necessário reduzir a pressão de vapor muito alta, controlar o fluxo de vapor que muda rapidamente e coordenar com o dessuperaquecimento para que o reaquecedor a jusante, a linha de reaquecimento a frio, o caminho do condensador ou outro sistema de recebimento sejam protegidos. A seleção correta requer fluxo de vapor mínimo/normal/máximo e transitório, pressão a montante e a jusante, temperatura do vapor, tempo de abertura necessário, dinâmica do atuador, limites de ruído, velocidade de saída, projeto do trim, condições da água pulverizada, limites do equipamento a jusante e a filosofia completa de bypass da planta.
Power & Steam · Revisão do dever de desvio de serviço severo
Seleção de válvula de desvio de turbina para usinas de energia
O serviço de bypass da turbina não é simplesmente “outra válvula redutora de pressão de vapor”. A válvula pode precisar aceitar uma mudança repentina no fluxo de vapor, reduzir uma taxa de pressão muito grande, gerenciar o ruído aerodinâmico e coordenar-se com o dessuperaquecimento da água pulverizada, protegendo ao mesmo tempo o sistema de vapor a jusante.
Onde a válvula de desvio da turbina se encaixa
O arranjo exato depende da arquitetura da planta. O mapa funcional abaixo mostra apenas uma lógica de bypass típica e não deve ser tratado como um P&ID universal.
Alto P / Alto T
Redução severa da pressão
Por que o desvio da turbina é mais severo do que a redução geral do vapor
Grande relação de pressão
O vapor pode entrar nas condições de vapor principal ou de reaquecimento e descarregar para um sistema de pressão muito mais baixa. A válvula pode, portanto, exigir uma redução de pressão escalonada em vez de uma expansão descontrolada.
Transientes rápidos
As tarefas de disparo, inicialização e desligamento podem exigir movimento rápido e controle estável enquanto as condições do vapor mudam rapidamente.
Proteção a jusante
O sistema receptor pode impor limites de pressão, temperatura, ruído, velocidade, choque térmico e qualidade do vapor que a estação de bypass deve respeitar.
Uma válvula adequada para redução normal da pressão do vapor do processo não deve ser automaticamente considerada adequada para serviço de bypass da turbina.
HP Bypass e LP Bypass são funções diferentes
| Dever | Direção Funcional Típica | Principal preocupação com a seleção |
|---|---|---|
| Desvio HP | Direciona o vapor principal de alta pressão ao redor da turbina HP em direção ao reaquecimento a frio ou outro caminho de vapor a jusante aprovado. | Pressão de entrada muito alta, relação de pressão, gerenciamento de energia de compensação, dessuperaquecimento e proteção do reaquecedor a jusante. |
| LP / Bypass de reaquecimento | Direciona o vapor de reaquecimento ao redor da seção a jusante da turbina em direção a um sistema receptor de pressão ainda mais baixa ou caminho do condensador. | Grande fluxo, limite de pressão a jusante, velocidade de saída, ruído, dessuperaquecimento e proteção do condensador/tubulação. |
Os nomes bypass HP e LP descrevem a função da planta, não uma construção de válvula universal. A geometria final da válvula deve seguir as condições reais do vapor e o esquema da planta.
REVISÃO DE SERVIÇO SEVERO A
Redução de pressão em vários estágios e design de acabamento
Uma queda de pressão de vapor muito grande pode causar asfixia, alta velocidade local, ruído aerodinâmico, vibração e erosão do trim. As válvulas de derivação de turbina para serviços severos podem, portanto, usar expansão escalonada, gaiolas perfuradas, internos multipercurso ou outra arquitetura de redução de pressão específica do pedido.
Expansão severa única
Expansão encenada
Gerenciamento de pontos de venda
Não especifique “interno multiestágio” apenas porque a válvula é Classe 1500 ou Classe 2500. A arquitetura de interno necessária deve vir do P1/P2 real, fluxo de vapor, temperatura, geometria da válvula e análise acústica/mecânica.
REVISÃO DE SERVIÇO SEVERO B
Dinâmica do Atuador e Tempo de Abertura Necessário
No serviço de bypass da turbina, o dimensionamento do atuador não é apenas um cálculo de força estática. O sistema pode especificar um tempo de abertura necessário após o desligamento da turbina ou durante o sequenciamento de partida. O atuador deve fornecer o deslocamento necessário sob forças reais de vapor e condições de alimentação disponíveis.
| Horário de abertura necessário | Deve vir da filosofia de desvio da planta ou do estudo de proteção de turbina/caldeira. |
| Ar disponível/pressão hidráulica | Determina a força disponível do atuador e a capacidade transitória. |
| Ação de falha | Deve seguir a lógica de proteção aprovada; não assuma a falha de abertura ou de fechamento universalmente. |
| Carga dinâmica de vapor | O equilíbrio da pressão de compensação e as forças do vapor afetam o impulso do atuador. |
REVISÃO DE SERVIÇO SEVERO C
O dessuperaquecimento deve seguir o transitório de bypass
A redução da pressão por si só ainda pode deixar o vapor muito quente para o sistema receptor. Portanto, o bypass da turbina geralmente funciona em conjunto com o dessuperaquecimento integrado ou a jusante. O sistema de água deve responder com rapidez suficiente para corresponder às mudanças no fluxo de massa de vapor, sem pulverização excessiva em carga baixa ou resfriamento insuficiente durante grandes eventos de desvio.
Requisitos do Steam
- Faixa de fluxo de vapor transitório
- P1 e P2 obrigatório
- Temperatura do vapor de entrada
- Temperatura de saída necessária
- Temperatura máxima do equipamento a jusante
Requisitos do lado da água
- Pressão de água de pulverização disponível
- Temperatura da água
- Fluxo de água mínimo/máximo
- Projeto do bocal/dessuperaquecedor
- Resposta necessária e distância de mixagem
Para a relação geral de controle de pressão e temperatura, consulte Seleção de válvula Steam PRDS. Para seleção do lado da água, consulte Válvula de controle de água pulverizada.
Partida, bypass controlado e desligamento da turbina são casos diferentes
| Caso | Possível desafio da válvula | Dados necessários |
|---|---|---|
| Inicialização | Fluxo baixo ou variável, ΔP grande, controlabilidade de baixo curso e demanda de pulverização instável. | Sequência de vazão de partida, P1/P2/T, rampa de pressão e meta de temperatura de saída. |
| Desvio controlado | Modulação estável, ruído, velocidade de saída e faixa de dessuperaquecimento. | Fluxo mínimo/normal/máximo e duração esperada. |
| Viagem de turbina | Abertura rápida, alto fluxo repentino e controle transitório de pressão/temperatura. | Fluxo de disparo, tempo de abertura, transiente a montante, limite de pressão a jusante e resposta de pulverização. |
Um ponto de projeto de estado estacionário não é suficiente. A seleção do bypass da turbina deve incluir os casos transitórios que controlam o desempenho do atuador, do trim e do dessuperaquecimento.
Ruído, velocidade de saída e tubulação a jusante
Grandes quedas de pressão do vapor podem movimentar energia acústica e cinética a jusante da válvula. Portanto, o ruído não pode ser tratado como um problema exclusivo da válvula. Tubulação de saída, redutores, difusores, cotovelos, suportes e equipamentos a jusante, todos participam da resposta mecânica.
- Revise o ruído previsto da válvula para controlar os casos de fluxo.
- Verifique a velocidade de saída do vapor e a transição do tamanho do tubo.
- Revise o suporte da tubulação e as cargas de vibração.
- Verifique a distância de mistura de dessuperaquecimento e a localização do sensor.
- Confirme se o sistema a jusante pode aceitar o fluxo de massa de desvio e a carga térmica.
Nenhuma velocidade máxima universal do vapor deve ser copiada em todas as especificações de desvio de turbina. A análise do projeto e do sistema deverá estabelecer limites aceitáveis.
Revisão da construção da válvula
Limite Corpo/Pressão
Confirme a pressão e a temperatura do projeto, o material, a classificação de pressão e temperatura, a conexão final e qualquer requisito de vedação de pressão ou construção soldada.
Aparar
Revise o equilíbrio de pressão, a redução escalonada da pressão, a carga do assento, o revestimento duro, a resistência à erosão e a capacidade de substituição quando necessário.
Capô / Embalagem
Verifique a capacidade de temperatura, a carga da embalagem, a carga dinâmica, se especificada, e a vedação da haste a longo prazo.
Atuador/Controles
Confirme os requisitos de empuxo, deslocamento, tempo de curso, função de falha, instrumentação e interface de disparo da planta.
As páginas Vcore existentes que podem suportar revisão em nível de componente incluem Válvula de controle de alta pressão, Válvula de controle de vapor e Válvula de controle de água pulverizada. A adequação final do bypass da turbina ainda deve ser confirmada em relação ao dever específico do projeto.
Dados de RFQ da válvula de desvio da turbina
Condições de vapor
- Fluxo de desvio mínimo/normal/máximo
- Fluxo de viagem/transitório, se aplicável
- Pressão e temperatura a montante para cada caso
- Pressão a jusante necessária
- Temperatura a jusante necessária
- Pressão e temperatura de projeto
Requisitos Dinâmicos
- Horário de abertura/fechamento necessário
- Ação de falha
- Tipo de atuador/fonte de utilidade
- Frequência esperada de ciclismo
- Duração normal do desvio
- Sequência operacional de disparo da turbina
Dados de dessuperaquecimento
- Pressão da água pulverizada
- Temperatura da água pulverizada
- Fluxo de água disponível
- Preferência de dessuperaquecedor integrado ou separado
- Distância de mistura disponível
Tubulação / Limites do Projeto
- Tamanho do tubo a montante e a jusante
- Sistema/equipamento a jusante
- Requisito máximo de ruído
- Requisitos de material/padrão
- EQM / teste / documentação
- Especificação de bypass OEM/EPC
Verificação de fábrica versus desempenho do site
| Verificação | Escopo |
|---|---|
| Revisão do dimensionamento/interno da válvula | Confirme os casos declarados de fluxo e queda de pressão. |
| Dimensionamento do atuador/teste de deslocamento | Verifique a força e o movimento sob as condições acordadas de fábrica. |
| Teste de pressão/assento | Verifique o limite de pressão e o desempenho de desligamento de acordo com a especificação de compra. |
| Registros de material/EQM | Conforme exigência do projeto e construção selecionada. |
| Validação de ruído/transiente | Pode exigir análise de projeto/OEM além dos testes comuns de válvulas de fábrica. |
| Comissionamento de bypass integrado | Verificação em nível local de pressão, temperatura, resposta do atuador e coordenação de água pulverizada. |
A aceitação da válvula na fábrica não prova por si só que o sistema completo de desvio da turbina atenderá aos requisitos de transientes, ruído e temperatura de saída do local. Estes também dependem da tubulação instalada, do dessuperaquecimento, da instrumentação, da lógica de controle e do comissionamento.
Recursos técnicos relacionados
Referências Técnicas
Perguntas frequentes
O que é uma válvula de derivação de turbina?
Uma válvula de desvio de turbina é uma válvula de controle de vapor para serviços severos usada para direcionar o vapor ao redor de uma turbina a vapor durante a inicialização, desligamento, desarme ou condições selecionadas de gerenciamento de carga, enquanto controla a pressão a jusante e coordena com o dessuperaquecimento quando necessário.
Uma válvula de derivação de turbina é igual a uma válvula redutora de pressão de vapor normal?
Não. O serviço de bypass da turbina pode envolver taxas de pressão muito maiores, transientes rápidos, requisitos rigorosos de tempo de abertura, alto ruído e coordenação dinâmica com um sistema de dessuperaquecimento.
Por que as válvulas de desvio de turbina usam internos de múltiplos estágios?
O trim de vários estágios ou outro serviço severo pode dividir uma grande redução da pressão do vapor em etapas controladas para gerenciar a velocidade local, a energia acústica e a carga mecânica. Ele é selecionado a partir das condições reais de vazão e pressão, e não apenas da classe de pressão.
Toda válvula de derivação de turbina inclui dessuperaquecimento?
Nem todas as válvulas integram injeção de água no mesmo corpo, mas os sistemas de desvio de turbina geralmente exigem controle de temperatura do vapor. O dessuperaquecimento pode ser integrado ou instalado separadamente a jusante.
Qual é a diferença entre o bypass da turbina HP e LP?
O bypass HP geralmente direciona o vapor principal ao redor da turbina de alta pressão em direção a um caminho de vapor de baixa pressão, como o reaquecimento a frio. O desvio de LP ou reaquecimento direciona o vapor da turbina a jusante em direção a um sistema receptor de pressão ainda mais baixa ou caminho do condensador. A arquitetura real varia de acordo com a planta.
Com que rapidez uma válvula de desvio de turbina deve abrir?
Não existe um horário de abertura universal. O requisito deve vir do estudo de turbina, caldeira ou proteção de plantas e ser verificado juntamente com a força do atuador, a alimentação da rede elétrica, o deslocamento da válvula e a dinâmica do vapor.
Quais dados são necessários para cotar uma válvula bypass de turbina?
Fornece vazão de vapor mínima, normal, máxima e trip; pressão de entrada e saída; temperatura de entrada e saída necessária; pressão e temperatura de projeto; horário de abertura necessário; requisitos de atuador/falha; condições de pulverização de água; limites do sistema a jusante; exigência de ruído; tamanhos de linha; materiais e especificação do projeto.
