บทนำ: โรงไฟฟ้าถ่านหินหลายแห่งในฟิลิปปินส์ประสบปัญหาการเสื่อมสภาพของบ่าวาล์วและการรั่วไหลภายในที่เพิ่มขึ้นหลังจากใช้งานวาล์วผีเสื้อแบบบ่าวาล์วนุ่มในท่อไอน้ำอุณหภูมิสูงเป็นเวลา 1-2 ปี
ในระบบไอน้ำเสริมของโรงไฟฟ้าถ่านหิน (เช่น ท่อเป่าเขม่า, ท่อติดตาม) อุณหภูมิของตัวกลางมักจะสูงถึง 350°C–425°C วาล์วผีเสื้อแบบบ่าวาล์วนุ่มทั่วไปที่ใช้บ่าวาล์ว PTFE, EPDM หรือ NBR มีข้อจำกัดดังนี้:
บ่าวาล์ว PTFE: ขีดจำกัดการใช้งานระยะยาวประมาณ 230°C สูงกว่านี้ วัสดุจะอ่อนตัวและคืบคลาน ทำให้แรงกดซีลลดลง
บ่าวาล์วยางอีลาสโตเมอร์: การเสื่อมสภาพเร่งขึ้นที่อุณหภูมิสูงกว่า 150°C การสูญเสียความยืดหยุ่น และการเสียรูปถาวรหลังจากการหมุน
ความล้มเหลวที่พบได้ทั่วไปในสนาม ได้แก่: การรั่วไหลของไอน้ำที่ได้ยินเมื่อวาล์วปิด แรงบิดของตัวขับปกติ แต่ไม่สามารถปิดสนิทได้ และบ่าวาล์วไหม้หรือเป็นคาร์บอนเมื่อถอดประกอบ
วาล์วผีเสื้อแบบบ่าวาล์วแข็งแบบไฟฟ้าที่เลือก (ชนิดเวเฟอร์, ตัวถัง WCB/SS304, จานหมุน SS304) ให้พารามิเตอร์ที่ตรวจสอบได้ดังนี้:
| พารามิเตอร์ | ค่า | ความสำคัญเทียบกับบ่าวาล์วนุ่ม |
|---|---|---|
| อุณหภูมิสูงสุด | ≤425°C (PDF “อุณหภูมิที่เหมาะสม”) | ครอบคลุมช่วงอุณหภูมิไอน้ำร้อนยิ่งยวดของโรงไฟฟ้า |
| วัสดุซีลบ่าวาล์ว | สแตนเลส + กราไฟต์ยืดหยุ่น | ไม่มีส่วนประกอบอินทรีย์ ไม่เกิดคาร์บอน |
| แรงดันทดสอบเปลือก | สูงสุด 6.0 MPa (พิกัด PN40) | มีค่าเผื่อสูงกว่าแรงดันใช้งานจริง (โดยทั่วไป 1.6–2.5 MPa) |
| แรงดันทดสอบซีลแก๊ส | 0.5–0.8 MPa | ยืนยันความแน่นที่แรงดันต่ำ ป้องกันการรั่วไหลของไอน้ำเล็กน้อย |
โครงสร้างบ่าวาล์วแข็งอาศัยแรงกดสัมผัสระหว่างบ่าวาล์วโลหะและจานหมุนเพื่อให้ปิดสนิท โดยไม่ขึ้นกับการเสียรูปของวัสดุที่ยืดหยุ่น ดังนั้นจึงรักษาแรงกดสัมผัสซีลที่สม่ำเสมอระหว่างการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ
ตัวถังและบ่าวาล์วเป็นส่วนประกอบที่รวมเข้าด้วยกัน พื้นผิวซีลบ่าวาล์วถูกเคลือบด้วยวัสดุอัลลอยที่ทนความร้อนและทนการกัดกร่อน วงแหวนซีลแบบลามิเนตยืดหยุ่นหลายชั้นยึดติดกับจานหมุน เมื่อเทียบกับวาล์วผีเสื้อแบบดั้งเดิม วาล์วประเภทนี้มีความทนทานต่ออุณหภูมิสูง ใช้งานง่าย การเปิด/ปิดแบบไร้แรงเสียดทาน และชดเชยการซีลผ่านแรงบิดที่เพิ่มขึ้นจากกลไกส่งกำลังเมื่อปิด จึงปรับปรุงประสิทธิภาพการซีลและยืดอายุการใช้งาน
① การออกแบบ Triple Offset ที่เป็นเอกลักษณ์ช่วยให้การส่งกำลังแบบไร้แรงเสียดทานระหว่างพื้นผิวซีล ยืดอายุการใช้งานวาล์ว
② การซีลแบบยืดหยุ่นที่เกิดจากแรงบิด
③ การออกแบบลิ่มที่ชาญฉลาดให้ฟังก์ชันการซีลแบบ “ขันให้แน่นเมื่อปิด” โดยอัตโนมัติ พร้อมการชดเชยและการรั่วไหลเป็นศูนย์ระหว่างพื้นผิวซีล
④ ขนาดกะทัดรัด น้ำหนักเบา ใช้งานง่าย และสะดวกในการติดตั้ง
⑤ สามารถกำหนดค่าตัวขับแบบลมหรือไฟฟ้าได้ตามความต้องการของผู้ใช้ เพื่อตอบสนองความต้องการการควบคุมระยะไกลและตามโปรแกรม
⑥ ประเภทการเชื่อมต่อต่างๆ: เวเฟอร์, ลัก, หน้าแปลน, เชื่อมชน
ในท่อไอน้ำ อุณหภูมิสูงทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงระยะห่างระหว่างแกนและปลอก เมื่อใช้ตัวขับไฟฟ้าซีรีส์ SONGO ให้จับคู่แรงบิดของวาล์วกับปัจจัยด้านความปลอดภัย (โดยทั่วไป 1.3–1.5×) สำหรับวาล์ว DN150 ที่แรงดันใช้งาน 1.6 MPa แรงบิดที่คำนวณได้ ≈ 120 N·m → เลือก SONGO-30 (พิกัด 300 N·m ให้ค่าเผื่อ)
ตัวถัง WCB เหมาะสำหรับไอน้ำอิ่มตัว หากมีคลอไรด์ตกค้างหรือคอนเดนเสทที่เป็นกรด ให้เปลี่ยนจานหมุนเป็น SS316 (1Cr18Ni12Mo2Ti) เพื่อหลีกเลี่ยงการกัดกร่อนแบบรูพรุน
สำหรับวาล์วผีเสื้อแบบบ่าวาล์วแข็งชนิดเวเฟอร์ จานหมุนควรเปิดทำมุมแหลมกับแกนท่อ เพื่อหลีกเลี่ยงการกัดเซาะด้วยไอน้ำความเร็วสูงที่ด้านหลังของบ่าวาล์ว โดยทั่วไปให้ติดตั้งแกนในแนวนอนโดยให้ตัวขับตั้งตรง
หลังจากการเปลี่ยนทดแทนเป็นเวลาหกเดือน:
การทดสอบซีลแบบออนไลน์ (วิธีฟองอากาศ) ที่ไอน้ำ 425°C ไม่พบการรั่วไหลที่มองเห็นได้
ตัวขับทำงานครบประมาณ 1,200 รอบ โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงแรงบิด
ซีลแกน (กราไฟต์ยืดหยุ่น + คอมโพสิต PTFE) ไม่พบการรั่วไหลภายนอก
ประมาณการช่วงการบำรุงรักษาขยายจากการเปลี่ยนบ่าวาล์วประจำปี (บ่าวาล์วนุ่ม) เป็นการตรวจสอบซีลทุกๆ สามปี
สำหรับท่อไอน้ำอุณหภูมิสูง (≤425°C) ในโรงไฟฟ้าถ่านหินในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ วาล์วผีเสื้อแบบบ่าวาล์วแข็งไฟฟ้า (บ่าวาล์วโลหะ + กราไฟต์ยืดหยุ่น) เป็นทางเลือกทดแทนโดยตรงเมื่อวาล์วบ่าวาล์วนุ่มล้มเหลว การเลือกต้องตรวจสอบอุณหภูมิ แรงดัน แรงบิด และความเข้ากันได้ของวัสดุ ไม่แนะนำให้ใช้ตัวถัง WCB สำหรับบริการที่มีกำมะถันหรือคอนเดนเสทที่เป็นกรด – ควรใช้ SS316 แทน
