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自力式壓力調節閥的改進

自力式壓力調節閥的改進

2011/5/14 16:20:00

                                  1 概述
                                 
                              哈依長輸煤氣管道哈爾濱分輸站煤氣供應冬季最大流量15萬立方米/時,最小流量1萬立方米/時,夏季最大流量5萬立方米/時,夏季最小流量0.2萬立方米/時。有六條分輸管路,直徑400mm,每條分輸管路最大分輸量3.3萬立方米/時。
                                 
                              2001年,哈爾濱分輸站更新改造時,采用了進口IWK自力式壓力調節閥。該閥是指揮器式硬密封閥后壓力調節閥,閥芯結構形式為圓盤形不銹鋼閥芯,最大行程30mm。DN250mm壓力調節閥閥芯結構見圖1。


                                  
                              在投運初期,發現閥桿在行程中間無法停留,閥桿提升高度很快到30mm,呈全開狀態,當閥后壓力到設定壓力后,很快呈全關狀態。調節閥流量特性曲線呈陡升、陡降趨勢。
                                 
                              在供氣時,調節閥噪聲很大,伴有尖鳴聲,分輸管路振動劇烈,市區管網壓力波動頻繁。分輸管路最大分輸量達13萬立方米/時,遠遠超過分輸管路最大流量3.3萬立方米/時,無法準確計量煤氣流量。由于分輸量過大,煤氣流速大,造成管路上的壓力表、計量孔板損壞嚴重。使用不到一星期,拆開調節閥檢查發現閥芯、閥口已經出現嚴重沖刷痕跡。
                                  2 IWK自力式調節閥改進措施
                                  2.1
                              閥芯結構。此調節閥閥芯和閥口形狀均為圓柱形,閥芯和閥口緊配合,改進閥口形式難度很大,它的行程也無法改變,只有改進閥芯形狀最簡便易行。設計了一種圓塞形狀的閥芯(見圖2),它的厚度為40mm,比最大行程大10mm,當達到最大行程時,閥芯還有10mm厚度留在閥口內,此時煤氣流通橫截面是一個環形。
                                  2.2
                              閥芯和閥口材料。進口IWK調節閥的閥芯和閥口材料均為不銹鋼材料,沒有考慮高含量雜質的沖刷性。為了提高閥芯、閥口使用壽命,必須提高其耐沖刷性。如果閥芯、閥口全部采用高硬度材料,制造費用非常昂貴,而且不易加工成形。經過認真研究,確定了三種方案,逐一進行實驗。

                                 


                              (1)將原閥芯、閥口在材料不變的情況下,進行表面淬火處理,提高其表面硬度。經過實際分析驗證,此方法效果不理想。
                                 
                              (2)用鉻硼鈦高硬度電焊條在原閥芯、閥口表面堆焊,然后研磨。結果其抗沖刷性能提高了很多,但維修費用較高,表面也不光滑,效果不理想。
                                 
                              (3)采用電鍍技術,在閥芯、閥口表面電鍍一層高硬度材料。經實踐檢驗,抗沖刷性能提高6倍。而且電鍍閥芯、閥口表面光滑,配合緊密,泄露量在允許范圍內,效果理想。


                                  3 改進前后性能比較
                               (1)改進前調節閥流量特性曲線呈陡升陡降趨勢,改進后調節閥呈直線流量特性。
                                 
                              安裝原塞形狀閥芯的調節閥供氣非常平穩,在各個中間行程均可穩定輸氣。隨著市區管網壓力波動,可隨時提高或降低供氣量,維持市區管網壓力穩定。調節閥的行程和相應的供氣量見表1。可以看出,調節閥呈直線流量特性。
                              (2)改進前無法計量,改進后,煤氣流量不超過3萬立方米/時,在孔板計量范圍之內。
                                 
                              (3)改進前調壓室內噪聲巨大,管路設備損壞嚴重。改進后調壓室內噪聲在規范允許范圍內,管路設備運行至今沒有損壞。
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