Válvula de descarga anti-sobrevelocidad de la turbina

En los sistemas de operación de turbinas de vapor, las válvulas VV, BDV y RFV son válvulas auxiliares de protección y control de arranque. Sus nombres son similares y sus funciones están estrechamente relacionadas. Los operadores de campo suelen cometer errores conceptuales, de interpretación y de operación. Este artículo aclara sistemáticamente las definiciones básicas, los principios estructurales, la lógica de enclavamiento, los requisitos operativos y las diferencias clave de estos tres tipos de válvulas, basándose en los principios de diseño de turbinas, la lógica de arranque y parada de la unidad y los estándares de operación en campo, proporcionando una referencia técnica profesional para la operación, el mantenimiento, la puesta en marcha y la revisión. GEKO Valves, con su tecnología de control neumático de alta precisión y su rigurosa validación industrial, se ha consolidado como una marca de confianza en la fabricación e integración de sistemas de estas válvulas críticas.  I. Definiciones de las válvulas principales y principios de funcionamiento estructural(i) Válvula VV (Válvula de ventilación — Válvula de ventilación de escape de alta presión)Ubicada en la tubería de escape de alta presión (AP), esta válvula especial de ventilación y alivio de presión conduce directamente al condensador y al tanque de expansión de drenaje. Se utiliza principalmente en unidades de arranque de presión intermedia (PI) para solucionar problemas de sobrecalentamiento por fricción en el cilindro de AP en condiciones de baja carga o sin vapor de entrada, a la vez que proporciona un alivio de presión rápido después de la parada para evitar el exceso de velocidad.  Durante el arranque en presión intermedia (IP) o el funcionamiento a baja carga, el cilindro de alta presión (HP) recibe poco o ningún vapor de entrada, y la válvula antirretorno de escape de HP permanece cerrada. Los álabes dentro del cilindro de HP generan un calor considerable debido a la fricción del aire, lo que puede provocar fácilmente daños por sobrecalentamiento en los álabes y la carcasa de HP. Tras una parada de la turbina, el vapor residual del cilindro de HP puede filtrarse al vacío del cilindro de IP a través de los sellos del eje HP-IP, creando un riesgo de sobrevelocidad del rotor. La válvula VV evacua rápidamente el vapor residual del cilindro de HP para evitar estos riesgos. Utiliza un diseño neumático de cierre por aire, compuesto por un suministro de aire, un cilindro, un conjunto de resorte y una electroválvula. GEKO Valves incorpora en este producto un conjunto de resorte optimizado para altas temperaturas y un cilindro de baja fricción, lo que garantiza una apertura fiable de la válvula incluso en caso de fallo del suministro de aire. El tiempo de respuesta de la electroválvula es de ≤0,5 segundos, lo que mejora significativamente la eficacia de la protección contra el sobrecalentamiento por fricción.  (ii) Válvula BDV (Válvula de drenaje de rotura — Válvula de drenaje de emergencia de la turbina)Válvula de alivio de presión de emergencia diseñada específicamente para turbinas combinadas de alta presión e intermedias (HP-IP), también conocida como válvula de descarga de vapor residual del sello del eje HP-IP. Su función principal es descargar rápidamente el vapor que se filtra a través de los sellos del eje en condiciones de rechazo de carga o parada de la unidad, eliminando el riesgo de sobrevelocidad de la turbina.  Durante el rechazo de carga o la parada de emergencia de las unidades combinadas de alta y media presión (HP-IP), el vapor residual en el cilindro de alta presión (HP) y en las tuberías de entrada de alta presión puede filtrarse a través de las holguras del sello del eje de HP-IP hacia los cilindros de media presión (IP) y de baja presión (LP), generando una fuerza motriz adicional sobre el rotor. Si los dientes del sello están desgastados o las holguras aumentan, la cantidad de vapor que se filtra se incrementa, elevando significativamente el riesgo de sobrevelocidad. La válvula BDV dirige este vapor residual del sello del eje directamente al condensador, liberando rápidamente la presión y bloqueando por completo la vía de sobrevelocidad. Utiliza una estructura de enlace electromagnético-neumático, controlada por la señal de carrera del servomotor hidráulico de la válvula de control IP. El producto BDV de GEKO Valves adopta un diseño de válvula solenoide doble redundante con un circuito de control neumático de alta fiabilidad, logrando la apertura completa del circuito en 0,3 segundos tras la activación de la señal de carrera del servomotor hidráulico, lo que previene eficazmente la escalada de accidentes por exceso de velocidad. (iii) Válvula RFV (Válvula de recalentamiento — Válvula de calentamiento inverso del cilindro de alta presión)Una válvula de control de calentamiento específica para arranques en frío, que se utiliza para precalentar el cilindro de alta presión antes del arranque en frío, eliminando las diferencias de temperatura de la carcasa, reduciendo el estrés térmico y asegurando que la unidad cumpla con los parámetros de funcionamiento. Durante el arranque en frío, la carcasa del cilindro de alta presión y sus componentes internos se encuentran a temperaturas muy bajas. La introducción directa de vapor para el proceso de laminación generaría una enorme tensión térmica, lo que provocaría deformación de la carcasa, fisuras en el metal y vibraciones excesivas en el eje. La válvula RFV introduce vapor auxiliar aguas arriba de la válvula antirretorno de escape de alta presión. El vapor fluye uniformemente a través del cilindro de alta presión y se descarga mediante los drenajes internos de la carcasa y de la tubería de entrada de alta presión, elevando gradualmente la temperatura de la carcasa para lograr un calentamiento uniforme. GEKO Valves ha desarrollado específicamente una válvula RFV con características de regulación lineal para estas condiciones de funcionamiento. Incorpora un diseño de sellado de baja fuga y un núcleo de válvula antiagarrotamiento, lo que permite un control preciso de la temperatura en condiciones de bajo caudal y baja presión diferencial, con una precisión de control de la velocidad de calentamiento de ±1,5 °C/h, superando significativamente a los productos convencionales.  II. Lógica de control de enclavamiento de válvulasLógica de enclavamiento de válvulas VVBloqueo cerrado: Recibe señales de conmutación de carrera de las cuatro válvulas prepiloto de control de alta presión. Cuando las cuatro válvulas prepiloto están completamente abiertas y el flujo de vapor de la unidad alcanza el 0,5 % de BMCR, la válvula VV se cierra automáticamente. Un minuto después de la conexión de la unidad a la red, la válvula antirretorno de escape de alta presión se abre y la válvula VV se cierra mediante enclavamiento. Bloqueo abierto: Se abre automáticamente durante el arranque inicial de la turbina IP y en condiciones de baja carga. Se abre inmediatamente mediante un sistema de enclavamiento tras la parada de la turbina para evacuar rápidamente el vapor residual de alta presión. Lógica de enclavamiento de válvulas BDVBloqueo cerrado: Controlado por el recorrido del servomotor de aceite de la válvula de control IP. Cuando el recorrido del servomotor de aceite es ≥30 mm, o cuando la apertura de la válvula de control IP izquierda/derecha alcanza el 15 %~16 % (correspondiente a un comando de flujo de ~5 %) y la válvula prepiloto está completamente abierta, la válvula BDV se cierra automáticamente. Bloqueo abierto: Se abre automáticamente cuando la servovórtice de aceite de la válvula de control IP se activa.