首頁(yè)公司新聞 閥門(mén)專(zhuān)業(yè)知識-高壓差調節閥結構性能

閥門(mén)專(zhuān)業(yè)知識-高壓差調節閥結構性能

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

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。

通過(guò)閥門(mén)的壓力狀態(tài)

                                                                                    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。

防固體粒子磨損結構

                                                                                           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。


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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


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