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鍋爐給水旁路系統調節閥的改進方法與設計原則

鍋爐給水旁路系統調節閥的改進方法與設計原則

2011/5/14 17:32:00

                                  0 引言
                                 
                              對于一般調節閥,國內大多采用的是回轉式結構的調節閥,極易產生汽蝕、振動、噪音、閥門的主要部件遭到嚴重破壞,致使鍋爐不能正常運行。對于回轉式調節閥在運行中由于高壓差給電廠帶來的運行問題,我公司對國內外的知名公司的調節閥技術進行了探討和研究。新研制了采用國際上流行的小孔籠罩式結構,配以直行程電動執行器,閥體與一般直通單座閥相似,法辦和套筒靠側面導向,因此不平衡力小,穩定性好,不易震蕩,主要特點是允許壓差大,并有降低噪音的作用,維修方便,加工容易,通用性強,從根本上解決了漏流量大,壽命短及調節性能不好的問題。
                                 
                              對于調節閥來說,節流套是整個閥門的主要零件,它在執行機構的驅動下,使被控流體的流量得到相應的變化。這樣,因用于各種不同用途而設計的的節流套流量特性,被閥門設計者設計成不同的型線,而適應不同系統的特性要求。但是,由于不同系統參數在其各自的工況運行中的變化,根據理論設計的閥門的固有流量特性是否能夠滿足其要求,達到系統運行的要求,這是每一個設計者在設計過程中首先考慮的問題。
                                  下面就給水系統上的閥門在設計思路和方法做一介紹,僅供參考。
                                  1 系統
                                 
                              該系統為100MW鍋爐給水系統,主要是由主給水調節閥(DN175;PN20);副給水調節閥(DN100;PN20);給水旁路調節閥(DN50;PN20)組成。
                                 
                              閥門公稱通徑;DN50,mm;閥門公稱壓力;PN20,MPa;閥前壓力;15,MPa;閥后壓力;2,MPa;介質溫度;215℃;閥門最大流量;50t/h(按最大負荷30%考慮)。
                                  2 設計原則與方法
                                 
                              DN50;PN20給水旁路調節閥閥前后壓差在低負荷時最大達到13MPa,屬于高壓差調節閥,眾所周知,高壓差調節閥在運行時極易產生汽蝕,振動和噪音,使閥門在運行后幾個小時遭到破壞。這主要是由于在節流過程中,根據液體的流動性質主要為通過閥門的壓力梯度的變化,既;介質在節流部位稍后一點的縮口處,介質流速達到最大值,但在縮口處介質靜壓力則最小,當介質壓力低于閥門入口溫度下的飽和壓力時,介質氣化成氣體,形成氣泡,這就叫閃蒸。當在縮口的下流道由于流道面積加大,介質流動速度開始下降,若壓力并未保持在飽和蒸汽壓力以下,而是急劇上升,對閃蒸時形成的汽泡產生擠壓,造成汽泡破裂,破裂時可產生高達每cm3幾百公斤大的沖擊力,嚴重損傷閥瓣和節流套表面,這就是汽蝕。根據試驗證明,汽蝕是引起調節閥發生上述缺陷的主要根源之一。
                                 
                              若壓力再進一步降低,則隨著氣體容積的增加,液體流量也增加,等到閥內流道全部被氣泡堵塞時,即使再增加壓差,流量也不再增加,我們稱這一現象為阻塞流。
                                  (1)對不可壓縮流體,發生阻塞流的條件是下式成立;
                                  
                                  式中;ΔP閥門出入口壓差MPa
                                  FL———壓力恢復系數
                                  對于直通閥
                                  FL在0.8~0.9之間
                                  對于蝶閥
                                  FL在0.5~0.68之間
                                  P1———閥門入口壓力MPa
                                  P2———閥門出口壓力MPa
                                  PV———閥門入口溫度下的飽和壓力MPa
                

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