上海申弘閥門有限公司
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高壓差電動給水調(diào)節(jié)閥應(yīng)用 |
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詳細(xì)介紹 | ||||||||||||||||
高壓差電動給水調(diào)節(jié)閥應(yīng)用 上海申弘閥門有限公司 1 高壓差電動給水調(diào)節(jié)閥應(yīng)用概述 之前介紹化工截止閥在三門峽化工機械應(yīng)用,現(xiàn)在介紹高壓差給水調(diào)節(jié)閥是廣泛用于電力、冶金、石化、輕紡、供熱、制冷、造紙和煤化工等工業(yè)領(lǐng)域中減溫減壓裝置的核心部件之一,直接影響減溫減壓裝置的使用性能。傳統(tǒng)的給水調(diào)節(jié)閥易汽蝕,閥門密封填料易破損泄漏的幾率比較大,出現(xiàn)噴水孔堵塞的現(xiàn)象。同時,對于大變工況條件的增加和復(fù)雜工藝參數(shù)的使用要求,減溫減壓裝置在調(diào)節(jié)性能和安全性能方面常會出現(xiàn)一些問題。高壓差單座密封給水調(diào)節(jié)閥在結(jié)構(gòu)、加工工藝、可靠性和降低成本等方面都有很大的改進和完善,滿足了大變工況和復(fù)雜工藝參數(shù)的要求。 高壓差電動給水調(diào)節(jié)閥應(yīng)用T969Y電動調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)簡述 1.閥體、閥座、密封圈、閥桿和電動執(zhí)行器等組成。 1.閥門必須垂直安裝在水平管道上,閥桿向上。 2 結(jié)構(gòu)特點 高壓差單座密封給水調(diào)節(jié)閥(圖1)由閥體、閥蓋、閥座、閥桿、壓套、填料、隔環(huán)和電液執(zhí)行機構(gòu)等組成。閥門的開啟、調(diào)節(jié)或關(guān)閉是通過壓力變送器和調(diào)節(jié)器,再由執(zhí)行機構(gòu)操縱,帶動閥桿,使閥桿在閥座內(nèi)上下運動,改變介質(zhì)的流通面積來改變流量。給水由進水管進入閥門上腔。當(dāng)閥桿上下移動時,使給水經(jīng)過流線型錐體通道,向下運行,進入上、中、下閥座腔內(nèi)。通過閥桿調(diào)節(jié)其在閥座內(nèi)的相對位置,控制錐體流通面積,以改變介質(zhì)流通面積達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。 1.調(diào)節(jié)閥 T969Y-250 DN65(帶電動裝置) 型號:2SA3 521-0FA10-9FB2-ZMU 電機功率:550W 6臺 1.下閥座2.中閥座3.填料隔環(huán)4.填料壓套 5.電液執(zhí)行機構(gòu)6.防轉(zhuǎn)螺釘7.填料8.閥桿 9.閥蓋10.壓套11.密封填料12.上閥座13.閥體 圖1 高壓差單座密封給水電動調(diào)節(jié)閥 高壓差單座密封給水調(diào)節(jié)閥的閥體為鍛件,單座密封結(jié)構(gòu)如圖2所示。閥桿與閥座間錐面密封,閥桿在結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計上采用流線型,使給水在流動過程中走圓滑路線。該閥密封面堆焊CoCr硬質(zhì)合金,耐沖刷、耐腐蝕,閥桿通過不同方式可方便的實現(xiàn)等百分比和線性等調(diào)節(jié)特性。為避免填料受力不均勻,發(fā)生泄漏現(xiàn)象,填料中間設(shè)置填料隔環(huán)。為防止壓套旋轉(zhuǎn)、影響給水流量,閥蓋上設(shè)置防轉(zhuǎn)螺釘。為防止密封填料破碎、流入給水管道內(nèi)造成減溫減壓裝置的噴嘴堵塞,壓套和上閥座、下閥座與閥體采用嵌入式(圖3)。在高壓差情況下,由于容易產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象,采用多級調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu),以消除因汽蝕而破壞閥門的隱患。 閥體、閥桿和閥座是此閥門的關(guān)鍵部件,其密封面的質(zhì)量將直接影響閥門的整體性能。傳統(tǒng)的閥門結(jié)構(gòu)為單座單導(dǎo)向,加工方法不甚合理。其工藝方法為閥體中閥本體與閥座組焊,至使閥桿與變形的閥座配合時,間隙比較大,密封填料變形后一部分易沖刷進入閥內(nèi)腔中。現(xiàn)把工藝方法改為閥門為單座雙導(dǎo)向結(jié)構(gòu),壓套與下閥座采用嵌入式,閥桿與閥座直接配合密封,以達(dá)到零泄漏的效果。 1.閥瓣2.壓套3.上閥座4.密封填料5.閥體 圖2 閥桿、閥座與閥體、壓套、上閥座密封結(jié)構(gòu) 1.中閥座2.閥體3.下閥座4.密封填料 圖3 閥體、下閥座密封結(jié)構(gòu) 高壓差電動給水調(diào)節(jié)閥應(yīng)用高壓液體流經(jīng)節(jié)流孔時,閥座相當(dāng)于節(jié)流孔板(圖4),靜壓能與動壓能相互轉(zhuǎn)換,流速的增加導(dǎo)致壓力降低。當(dāng)壓力降低至等于或低于該液體在入口溫度下的汽化壓力PV時,液體中的氣核即膨脹而形成汽泡。流過節(jié)流面后,在寬敞的下游流道中流速下降,壓力回升。當(dāng)壓力回升至P2時,并≥PV時,汽泡潰裂,這即是汽化過程。汽泡潰裂時,釋放出巨大的能量,對閥座、閥瓣等節(jié)流元件產(chǎn)生破壞即汽蝕。汽蝕的破壞力很大,一般的閥門在汽化條件下,運行一定時間后即遭受嚴(yán)重汽蝕,致使閥座泄漏量高達(dá)額定流量的30%以上,調(diào)節(jié)閥*喪失調(diào)節(jié)控制功能。 圖4 閥內(nèi)流體速度-壓力變化及汽蝕形成原理 汽蝕與壓差有關(guān),當(dāng)閥的實際壓差△P大于產(chǎn)生汽化的臨界壓差△PC時,并在出口壓力P2≥PV時,產(chǎn)生汽化。由此,將閥的總壓差用分級降壓的方法,使每一級壓差△Pi<△PC,即可防止汽化產(chǎn)生。多級壓降是以改變流體在閥內(nèi)的流動狀態(tài),從閥的結(jié)構(gòu)上保證了高壓液體在節(jié)流降壓過程中不產(chǎn)生汽化,是目前對高壓差產(chǎn)生汽化的有效方法。防汽蝕高壓差調(diào)節(jié)閥的關(guān)鍵技術(shù)是節(jié)流組件。根據(jù)多級降壓防汽化原理,采用了多級分流多級閥座式節(jié)流的組件。 高壓差調(diào)節(jié)閥是將閥的全開度分成若干組相互獨立的空間(圖5),每個獨立空間都設(shè)有徑向流道、節(jié)流孔和緩沖室,按一定規(guī)律分布于若干閥座上,閥座經(jīng)加工成型組裝,采用上閥座密封結(jié)構(gòu),單座密封,實現(xiàn)零泄漏。 圖5 高壓差多級降壓原理 由于鍋爐給水調(diào)節(jié)閥為變壓差運行,因此,該高壓差給水調(diào)節(jié)閥具有在小流量(小開度)時能承受很高的壓差而不產(chǎn)生汽化。在大流量下則要求閥的阻力盡量小,以減少給水泵的能源損耗,亦即要求閥具有變流阻特性。通常,閥的固有流量特性是在恒壓差下測得,當(dāng)用于變壓差工況,其實際工作流量特性會產(chǎn)生畸變。直線特性變?yōu)榭扉_特性,致使調(diào)節(jié)閥通常在40%開度達(dá)到飽和,不能進行全程控制。鑒于此,將25%以下開度采用多級降壓,25%~100%開度范圍為一般套筒結(jié)構(gòu),固有流量特性為修正等百分比,這樣能有效防止汽化與汽蝕,流體阻力小,節(jié)省電力,并能補償變壓差的影響,滿足實際工作流量特性的要求。 表1 高壓差單座密封給水調(diào)節(jié)閥與傳統(tǒng)的給水調(diào)節(jié)閥性能比較 3 設(shè)計計算 根據(jù)工藝參數(shù)要求,計算流量系數(shù)Cv,為避免汽蝕現(xiàn)象,應(yīng)根據(jù)壓差判定或選用多級高壓差調(diào)節(jié)閥,推薦采用IEC標(biāo)準(zhǔn)計算。按△P<FL2(P1-FfPV)判斷是否為阻塞流。 若△P<FL2(P1-FfPV)成立,則為非阻塞流,其流通能力Cv為 若△P<FL2(P1-FfPV)不成立,則為阻塞流,其流通能力Cv為 式中 Cv———流量系數(shù) FL———壓力恢復(fù)系數(shù) Q———流量 r———密度(閥前條件下) △P———壓降 △P=P1-P2 P1———閥進口壓力 P2———閥出口壓力 Ff———臨界壓力比系數(shù) PV———流動溫度下的飽和蒸汽壓力 PC———熱力學(xué)臨界壓力 選擇調(diào)節(jié)閥按計算Cv值的1.2~1.4倍作為其額定流量系數(shù),開度大致范圍為70%~90%(zui大開度),常用開度為40%~70%,zui小開度為10%。 4 試驗及使用 4.1 型式試驗 通過型式試驗確認(rèn)閥門的設(shè)計加工質(zhì)量,承壓能力,啟動裝置的動作性能。①按公稱壓力的1.5倍進行水壓殼體試驗,觀察填料部位、中法蘭墊片各處及殼體全表面應(yīng)無滲漏。②試驗介質(zhì)為5~40℃的水或煤油,試驗介質(zhì)壓力為0.35MPa,,泄漏等級不低于Ⅲ級。③閥門動作試驗。將閥門關(guān)閉后,加壓至設(shè)計壓力,開啟驅(qū)動裝置,確認(rèn)閥門開啟狀態(tài),驗證設(shè)計行程。 4.2 使用結(jié)果 在某工況系統(tǒng)中,其工藝參數(shù)為給水流量Q=20t/h,給水調(diào)節(jié)閥進口壓力P1=8.0~8.3MPa,出口壓力P2=2.0MPa,給水溫度tb=90~130℃,選用高壓差給水調(diào)節(jié)閥的規(guī)格為DN50,PN110。采用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的給水調(diào)節(jié)閥與高壓差給水調(diào)節(jié)閥,其運行結(jié)果見表2。高壓差給水調(diào)節(jié)閥投產(chǎn)運行良好,閥門操作輕便,密封可靠,*工藝參數(shù)的需要。 表2 運行結(jié)果 在某減溫減壓裝置裝備配套中,采用高壓差給水調(diào)節(jié)閥,進口壓力P1=8.6MPa,出口壓力P2=1.5MPa,減溫水溫度tb=104℃,減溫水流量Q=2.5t/h,選用高壓差調(diào)節(jié)閥的規(guī)格為DN20、PN100。樣機試驗時,取工況點共11個,對各個工況點進行性能試驗及整體破壞性試驗(表3),均達(dá)到技術(shù)要求。 表3 性能試驗及整體破壞性試驗結(jié)果 5 結(jié)語 高壓差給水調(diào)節(jié)閥與傳統(tǒng)的給水調(diào)節(jié)閥相比,密封結(jié)構(gòu)更加合理。單座密封給水調(diào)節(jié)閥在工況系統(tǒng)中的可靠性和調(diào)節(jié)性能等方面都有很大的改進和完善,維修更加方便,滿足了大變工況和復(fù)雜工藝參數(shù)的要求。與本產(chǎn)品相關(guān)的產(chǎn)品:電動截止閥 |