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1、閥門(mén)專(zhuān)業(yè)知識-高壓差調節閥結構性能概述

　　在火力發(fā)電設備中，為了提高蒸汽設備的效率，通常采用高溫高壓基本負荷設計的參數，及中間負荷運行和高度自動(dòng)化的DSS 控制方式。因為反復啟停原因產(chǎn)生的高壓差運行狀態(tài)，對調節閥提出了更嚴格的要求。目前高壓差調節閥設計主要從振動(dòng)、噪聲及閥座泄漏等3 個(gè)方面考慮。

2、閥門(mén)專(zhuān)業(yè)知識-高壓差調節閥結構性能問(wèn)題分析

　　近幾年來(lái)，設備DSS 運行，鍋爐啟、停頻繁，引起振動(dòng)和噪聲增加。由于熱膨脹，鍋爐管內的污垢，冷卻剝離下來(lái)的固體粒子，流進(jìn)閥門(mén)損傷閥座，致使閥座泄漏，加快內件和閥體的磨損。

　　2.1、機械振動(dòng)

　　導向間隙不同心引起的振動(dòng)會(huì )引起機械應力，隨著(zhù)機械應力的增加，產(chǎn)生疲勞破壞的危險。由于閥桿頭的不穩定產(chǎn)生不穩定的開(kāi)度，因此在閥桿上產(chǎn)生不平衡的上下方向的力，以及由于閥內部零件配合的間隙，致使導向偏心，同時(shí)由于在執行器剛性不足的場(chǎng)合下產(chǎn)生縱向的振動(dòng)。這種振動(dòng)能夠產(chǎn)生噪聲，閥門(mén)已經(jīng)處在有破壞的危險狀態(tài)。

　　2.2、水動(dòng)力學(xué)問(wèn)題

　　使用液體的工況，其問(wèn)題是紊流、氣蝕和閃蒸帶來(lái)的振動(dòng)及噪聲。紊流不至于帶來(lái)破壞，但其將成為機械振動(dòng)源。氣蝕引起物理的破壞，例子很多，但振動(dòng)噪聲的問(wèn)題是不太可能發(fā)生?？刹捎媚媪鹘切伍y解決由閃蒸產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲，但閃蒸噴流產(chǎn)生的腐蝕沖刷對內件和閥體有極大的破壞。

　　2.3、氣體動(dòng)力學(xué)

　　用于氣體和蒸汽的調節閥振動(dòng)噪聲是最主要問(wèn)題。雖然其介質(zhì)流動(dòng)的速度為亞音速，但容量大時(shí)噴射部高的紊流區則產(chǎn)生過(guò)度的噪聲，最大的噪聲是通過(guò)節流口發(fā)生的沖擊波，在噴嘴下部作為沖擊波轉換成噪聲和振動(dòng)。節流噪聲與閥的流動(dòng)形式、壓降、流體種類(lèi)及閥門(mén)開(kāi)度有關(guān)。

　　2.4、固體粒子磨損

　　固體粒子是鍋爐、過(guò)熱器、再熱器或主蒸汽等管內壁上掉下來(lái)的微小氧化物，密封面上粘附了固體粒子，在小縫隙中漏量，發(fā)生氣蝕。

3、介質(zhì)流動(dòng)性質(zhì)

　　3.1、流體的分類(lèi)

　　流過(guò)的流體大致可分為水或油等不可壓縮流體和可壓縮的空氣、煤氣及蒸汽等。按照熱力學(xué)的原理，由于在節流過(guò)程中，介質(zhì)沒(méi)有與外界的熱交換，因此可以看作是絕熱節流。隨著(zhù)出口側流體壓力的降低，比容增加，溫度降低，焓不變，在節流擴容的狀態(tài)下，出口側液體開(kāi)始閃蒸形成汽或液兩相流動(dòng)。由于液體和氣體性質(zhì)完全不同，所以設計調節閥時(shí)必須充分理解其性質(zhì)。

　　3.2、液體流動(dòng)性質(zhì)

　　(1) 通過(guò)閥門(mén)的壓力梯度

　　通過(guò)調節閥的流體流動(dòng)是根據流體力學(xué)公式所示的能量守恒定律。閥門(mén)的流動(dòng)是通過(guò)節流噴嘴時(shí)加速，由于加速度的能量是在流體壓力或靜水壓頭取得，通過(guò)節流部位后重新穩定，壓力不能恢復的部份中，由于閥門(mén)內件的摩擦，內部能量轉換成振動(dòng)噪聲能，散發(fā)到外部。如圖1 所示根據出口側壓力狀態(tài)表示節流部前后壓力情況。

                                                                                    圖1 通過(guò)閥門(mén)的壓力狀態(tài)

　　狀態(tài)1 是非收縮區壓力( PCV) 以及出口側壓力P2比入口側液體飽和溫度壓力( PV) 高，不屬于氣蝕狀態(tài)。

　　狀態(tài)2 是非收縮區壓力在飽和蒸氣線(xiàn)以下，但出口側壓力達不到飽和蒸氣壓力，表示氣蝕狀態(tài)。狀態(tài)3 是非收縮區壓力以及P2出口側壓力在飽和線(xiàn)以下稱(chēng)做閃蒸。

　　4.5、磨損

　　磨損有氣蝕和閃蒸損壞，水動(dòng)力學(xué)磨損和由于固體粒子的機械磨損等磨損，根據不同的磨損機理，采取不同的處理方法。

　　(1) 氣蝕

　　氣泡沖擊在固體表面爆破時(shí)，發(fā)生很高的壓力，即使是CoCrW No. 6 或No12 材料也要遭到破壞。為降低氣蝕產(chǎn)生的破壞，可以注入氮氣進(jìn)入氣蝕發(fā)生的節流部后邊，在流體中溶解氣體，以減少氣蝕。同時(shí)，應避免氣泡直接沖擊在固體表面上。

　　(2) 閃蒸

　　帶有閃蒸的流體體積，因含有蒸汽時(shí)比容急劇增大，所以節流部下側二相流速度很高。液體沖刷與噴砂效果一樣，使金屬材料變形。閃蒸流體流動(dòng)在調節閥的物理?yè)p傷上出現在節流噴嘴下部，所以，流體在閥門(mén)進(jìn)口接近飽和狀態(tài)時(shí)，閃蒸在下游側部分開(kāi)始，閥瓣頭部的密封面和下部周?chē)鷵p傷。大部分閃蒸損傷可用適當的閥門(mén)結構和在材料選擇上解決。閥門(mén)選擇耐閃蒸磨損強的材料，如Cr 合金鋼WC6，WC9，C5 較好。閥瓣頭部以及閥座節流密封面實(shí)施CoCrW No. 6 表面硬化處理。

　　(3) 固體粒子磨損

　　為防止鍋爐主蒸氣管內固體粒子的磨損，采用防固體粒子損傷結構和防固體粒子沖擊結構( 圖7) 。防止固體粒子損傷結構是利用節流套導向結構，關(guān)閉時(shí)固體粒子不能流動(dòng)，能閉塞節流孔。防止噴流直接沖擊在閥瓣密封面上，閥桿頭上帶有導流結構，并在密封面上設有臺階。

                                                                                           圖7 防固體粒子磨損結構

5、結語(yǔ)

　　針對閥門(mén)的振動(dòng)、閥桿頭不穩定及流體產(chǎn)生的渦流及汽蝕等現象，采用水動(dòng)力學(xué)分析和噪聲處理方法，適應高壓差調節閥設計要求。閥門(mén)采用節流罩結構，將導向間隙由原來(lái)的0.8 ～ 0.9mm 縮小到0.45 ～ 0.5mm，并且更換材料以保證閥桿頭部的剛度。對于氣蝕流動(dòng)和噪聲，采用多級小孔節流方法。為防止閃蒸和固體粒子對閥座的磨損，采用圓錐型的節流副，閥座口徑小于出口，使介質(zhì)的流動(dòng)順圓錐面流動(dòng)，固體粒子不能沖擊到金屬的表面。通過(guò)對調節閥結構的改進(jìn)，收到了良好的效果，使產(chǎn)品質(zhì)量得到了提升。

產(chǎn)品訂購須知:

1.用戶(hù)已確定閥門(mén)類(lèi)型和型號（尤其是非標準型號）時(shí)，用戶(hù)應正確說(shuō)明其型號的含義和要求。

2.用戶(hù)應根據樣本所列產(chǎn)品型號進(jìn)行訂貨，如對產(chǎn)品項目有特別要求，請在訂單中說(shuō)明：

1）結構長(cháng)度2）法蘭標準3）閥門(mén)的結構形式：如通道全通徑或縮徑、體蓋連接形式4）閥門(mén)內件及對材料的其他要求5）壓力試驗、檢驗標準、標識及其他要求

3、當閥門(mén)使用的場(chǎng)合非常重要或環(huán)境比較復雜時(shí),請您盡量提供設計圖紙和詳細參數，由我們的專(zhuān)家為您審核把關(guān)

4.本公司可以根據用戶(hù)的特定要求配置電動(dòng)裝置,氣動(dòng)驅動(dòng)裝置。

5.本公司生產(chǎn)的各類(lèi)閥門(mén)可以滿(mǎn)足訂單規定的各項要求，產(chǎn)品出廠(chǎng)前均逐一按要求的相關(guān)標準進(jìn)行嚴格的檢驗和試驗。

6.滄海閥門(mén)所有產(chǎn)品質(zhì)保時(shí)間為：客戶(hù)正式安裝使用12個(gè)月之內或產(chǎn)品出廠(chǎng)18個(gè)月之內。

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