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閥門專業(yè)知識(shí)-高壓差調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)性能

1、閥門專業(yè)知識(shí)-高壓差調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)性能概述  在火力發(fā)電設(shè)備中,為了提高蒸汽設(shè)備的效率,通常采用高溫高壓基本負(fù)荷設(shè)計(jì)的參數(shù),及中間負(fù)荷運(yùn)行和高度自動(dòng)化的DSS 控制方式。因?yàn)榉磸?fù)啟停原因產(chǎn)生的高壓差運(yùn)行狀態(tài),對(duì)調(diào)節(jié)閥提出了更嚴(yán)格的要求。目前高壓差調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)主要從振動(dòng)、噪聲及閥座泄漏等3 個(gè)方面考慮。2、閥門專業(yè)知識(shí)-高壓差調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)性能問題分析  近幾年來,設(shè)備DSS 運(yùn)行,鍋爐啟、停頻繁,引起振

1、閥門專業(yè)知識(shí)-高壓差調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)性能概述

  在火力發(fā)電設(shè)備中,為了提高蒸汽設(shè)備的效率,通常采用高溫高壓基本負(fù)荷設(shè)計(jì)的參數(shù),及中間負(fù)荷運(yùn)行和高度自動(dòng)化的DSS 控制方式。因?yàn)榉磸?fù)啟停原因產(chǎn)生的高壓差運(yùn)行狀態(tài),對(duì)調(diào)節(jié)閥提出了更嚴(yán)格的要求。目前高壓差調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)主要從振動(dòng)、噪聲及閥座泄漏等3 個(gè)方面考慮。

2、閥門專業(yè)知識(shí)-高壓差調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)性能問題分析

  近幾年來,設(shè)備DSS 運(yùn)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(nèi)的污垢,冷卻剝離下來的固體粒子,流進(jìn)閥門損傷閥座,致使閥座泄漏,加快內(nèi)件和閥體的磨損。

  2.1、機(jī)械振動(dòng)

  導(dǎo)向間隙不同心引起的振動(dòng)會(huì)引起機(jī)械應(yīng)力,隨著機(jī)械應(yīng)力的增加,產(chǎn)生疲勞破壞的危險(xiǎn)。由于閥桿頭的不穩(wěn)定產(chǎn)生不穩(wěn)定的開度,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(nèi)部零件配合的間隙,致使導(dǎo)向偏心,同時(shí)由于在執(zhí)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,閥門已經(jīng)處在有破壞的危險(xiǎn)狀態(tài)。

  2.2、水動(dòng)力學(xué)問題

  使用液體的工況,其問題是紊流、氣蝕和閃蒸帶來的振動(dòng)及噪聲。紊流不至于帶來破壞,但其將成為機(jī)械振動(dòng)源。氣蝕引起物理的破壞,例子很多,但振動(dòng)噪聲的問題是不太可能發(fā)生。可采用逆流角形閥解決由閃蒸產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲,但閃蒸噴流產(chǎn)生的腐蝕沖刷對(duì)內(nèi)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(diào)節(jié)閥振動(dòng)噪聲是最主要問題。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(qū)則產(chǎn)生過度的噪聲,最大的噪聲是通過節(jié)流口發(fā)生的沖擊波,在噴嘴下部作為沖擊波轉(zhuǎn)換成噪聲和振動(dòng)。節(jié)流噪聲與閥的流動(dòng)形式、壓降、流體種類及閥門開度有關(guān)。

  2.4、固體粒子磨損

  固體粒子是鍋爐、過熱器、再熱器或主蒸汽等管內(nèi)壁上掉下來的微小氧化物,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

  流過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(jié)流過程中,介質(zhì)沒有與外界的熱交換,因此可以看作是絕熱節(jié)流。隨著出口側(cè)流體壓力的降低,比容增加,溫度降低,焓不變,在節(jié)流擴(kuò)容的狀態(tài)下,出口側(cè)液體開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(shè)計(jì)調(diào)節(jié)閥時(shí)必須充分理解其性質(zhì)。

  3.2、液體流動(dòng)性質(zhì)

  (1) 通過閥門的壓力梯度

  通過調(diào)節(jié)閥的流體流動(dòng)是根據(jù)流體力學(xué)公式所示的能量守恒定律。閥門的流動(dòng)是通過節(jié)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,通過節(jié)流部位后重新穩(wěn)定,壓力不能恢復(fù)的部份中,由于閥門內(nèi)件的摩擦,內(nèi)部能量轉(zhuǎn)換成振動(dòng)噪聲能,散發(fā)到外部。如圖1 所示根據(jù)出口側(cè)壓力狀態(tài)表示節(jié)流部前后壓力情況。

通過閥門的壓力狀態(tài)

                                                                                    圖1 通過閥門的壓力狀態(tài)

  狀態(tài)1 是非收縮區(qū)壓力( PCV) 以及出口側(cè)壓力P2比入口側(cè)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(qū)壓力在飽和蒸氣線以下,但出口側(cè)壓力達(dá)不到飽和蒸氣壓力,表示氣蝕狀態(tài)。狀態(tài)3 是非收縮區(qū)壓力以及P2出口側(cè)壓力在飽和線以下稱做閃蒸。

  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(jī)械磨損等磨損,根據(jù)不同的磨損機(jī)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?dú)膺M(jìn)入氣蝕發(fā)生的節(jié)流部后邊,在流體中溶解氣體,以減少氣蝕。同時(shí),應(yīng)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(jié)流部下側(cè)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(diào)節(jié)閥的物理損傷上出現(xiàn)在節(jié)流噴嘴下部,所以,流體在閥門進(jìn)口接近飽和狀態(tài)時(shí),閃蒸在下游側(cè)部分開始,閥瓣頭部的密封面和下部周圍損傷。大部分閃蒸損傷可用適當(dāng)?shù)拈y門結(jié)構(gòu)和在材料選擇上解決。閥門選擇耐閃蒸磨損強(qiáng)的材料,如Cr 合金鋼WC6,WC9,C5 較好。閥瓣頭部以及閥座節(jié)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(nèi)固體粒子的磨損,采用防固體粒子損傷結(jié)構(gòu)和防固體粒子沖擊結(jié)構(gòu)( 圖7) 。防止固體粒子損傷結(jié)構(gòu)是利用節(jié)流套導(dǎo)向結(jié)構(gòu),關(guān)閉時(shí)固體粒子不能流動(dòng),能閉塞節(jié)流孔。防止噴流直接沖擊在閥瓣密封面上,閥桿頭上帶有導(dǎo)流結(jié)構(gòu),并在密封面上設(shè)有臺(tái)階。

防固體粒子磨損結(jié)構(gòu)

                                                                                           圖7 防固體粒子磨損結(jié)構(gòu)

5、結(jié)語

  針對(duì)閥門的振動(dòng)、閥桿頭不穩(wěn)定及流體產(chǎn)生的渦流及汽蝕等現(xiàn)象,采用水動(dòng)力學(xué)分析和噪聲處理方法,適應(yīng)高壓差調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)要求。閥門采用節(jié)流罩結(jié)構(gòu),將導(dǎo)向間隙由原來的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(duì)于氣蝕流動(dòng)和噪聲,采用多級(jí)小孔節(jié)流方法。為防止閃蒸和固體粒子對(duì)閥座的磨損,采用圓錐型的節(jié)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。通過對(duì)調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)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.用戶已確定閥門類型和型號(hào)(尤其是非標(biāo)準(zhǔn)型號(hào))時(shí),用戶應(yīng)正確說明其型號(hào)的含義和要求。


2.用戶應(yīng)根據(jù)樣本所列產(chǎn)品型號(hào)進(jìn)行訂貨,如對(duì)產(chǎn)品項(xiàng)目有特別要求,請(qǐng)?jiān)谟唵沃姓f明:


1)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度2)法蘭標(biāo)準(zhǔn)3)閥門的結(jié)構(gòu)形式:如通道全通徑或縮徑、體蓋連接形式4)閥門內(nèi)件及對(duì)材料的其他要求5)壓力試驗(yàn)、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)識(shí)及其他要求


3、當(dāng)閥門使用的場(chǎng)合非常重要或環(huán)境比較復(fù)雜時(shí),請(qǐng)您盡量提供設(shè)計(jì)圖紙和詳細(xì)參數(shù),由我們的專家為您審核把關(guān)


4.本公司可以根據(jù)用戶的特定要求配置電動(dòng)裝置,氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。


5.本公司生產(chǎn)的各類閥門可以滿足訂單規(guī)定的各項(xiàng)要求,產(chǎn)品出廠前均逐一按要求的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)和試驗(yàn)。


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


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