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上海滬工閥門廠(集團(tuán))有限公司

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滬工閥門

上海滬工閥門廠(集團(tuán))有限公司

摘要:在單機(jī)容量 50MW 及其以下的中小型電廠中常常采用電動(dòng)調(diào)節(jié)閥作為調(diào)節(jié)手段,而電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選擇是否適當(dāng),直接影響自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)。本文將就電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選擇和口徑計(jì)算進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞:電動(dòng)調(diào)節(jié)閥;單座;雙座;流量特性;流通能力

0 引言

流體流量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是改變流體流量的工具,按其調(diào)節(jié)作用分成兩類:

  1. 變壓調(diào)節(jié)。用改變壓頭來調(diào)節(jié)流量,如變速水泵、變速風(fēng)機(jī)等。
  2. 節(jié)流調(diào)節(jié)。用改變介質(zhì)的流動(dòng)阻力來調(diào)節(jié)流量,如調(diào)節(jié)閥、擋板等。

變壓式調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜,設(shè)備品種較少,因此使用范圍較少。在給水調(diào)節(jié)、風(fēng)量調(diào)節(jié)等系統(tǒng)中,由于減少了動(dòng)力損失,能夠獲得較大經(jīng)濟(jì)效果,因而常采用變壓式調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu);在大流量、高壓力的場(chǎng)合,節(jié)流式調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)工作困難,常采用變壓式調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

除此之外,大多數(shù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用節(jié)流式調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),即調(diào)節(jié)閥。調(diào)節(jié)閥有氣動(dòng)和電動(dòng)兩種,在中小型電廠中,由于調(diào)節(jié)閥數(shù)量有限,如果采用氣動(dòng)方式,則應(yīng)配備一套儀用空壓站,投資高,因而通常采用電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。下面就電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選擇和計(jì)算做簡(jiǎn)單介紹。

1 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選擇

電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)中非常重要的環(huán)節(jié),其結(jié)構(gòu)型式、口徑和流量特征等選擇是否適當(dāng),直接影響自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)和工作安全可靠性。

1.1 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)型式的選擇

本文僅就國(guó)產(chǎn)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)型式的選擇,提出如下參考意見:

1) 當(dāng)工藝系統(tǒng)要求調(diào)節(jié)閥泄漏量小(<額定容量的 0.01%)時(shí),首選單座調(diào)節(jié)閥,因其嚴(yán)密性能好。

2) 當(dāng)調(diào)節(jié)閥兩端差壓大時(shí),建議選擇雙座調(diào)節(jié)閥,使之在壓差大時(shí)比單座調(diào)節(jié)閥容易開啟,但缺點(diǎn)是泄漏量大。

1.2 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥流量特性的選擇

調(diào)節(jié)閥的流量特性是指流過調(diào)節(jié)閥介質(zhì)的流量與調(diào)節(jié)閥開度的關(guān)系。制造廠提供的是調(diào)節(jié)閥的理想流量特性,即在整個(gè)開度范圍內(nèi)閥門前后差壓不變時(shí)的流量特性,它表征調(diào)節(jié)閥的特性。

目前生產(chǎn)的調(diào)節(jié)閥,按理想流量特性分為以下四種:

  1. 直線流量特性,調(diào)節(jié)閥的流量與開度成線性關(guān)系;
  2. 等百分比(對(duì)數(shù))流量特性,調(diào)節(jié)閥單位行程的變化所引起的流量變化與此點(diǎn)的流量成正比關(guān)系;
  3. 快開流量特性,這種流量特性在小開度時(shí)流量已很大,開度增大時(shí)流量很快達(dá)到最大;
  4. 拋物線流量特性,調(diào)節(jié)閥單位行程的變化所引起的流量變化與此點(diǎn)的流量平方根成正比關(guān)系。

由于拋物線很接近于等百分比,而快開只用于開/關(guān)控制,所以實(shí)際上作為節(jié)流調(diào)節(jié)的只有直線特性和等百分比特性的兩種調(diào)節(jié)閥。

對(duì)于一般調(diào)節(jié)系統(tǒng),希望在小負(fù)荷時(shí)調(diào)節(jié)閥放大系數(shù)小一些,以免過調(diào)和振蕩,而在大負(fù)荷時(shí)調(diào)節(jié)閥放大系數(shù)大一些,所以對(duì)于負(fù)荷波動(dòng)較大的系統(tǒng)宜選擇具有等百分比特性的調(diào)節(jié)閥。

2 調(diào)節(jié)閥口徑的計(jì)算

調(diào)節(jié)閥口徑的選擇,首先根據(jù)生產(chǎn)過程需要的流量 Q 和調(diào)節(jié)閥前后壓差 ΔP 計(jì)算出調(diào)節(jié)閥的公稱流通能力 C(或 Kv)。然后從產(chǎn)品系列中選擇相應(yīng)口徑的調(diào)節(jié)閥。所謂公稱流通能力 C 就是當(dāng)調(diào)節(jié)閥全開,閥前后壓差為 0.1MPa,流體重度為 1g/cm3 時(shí),每小時(shí)流過調(diào)節(jié)閥的流量,以 m3/h 或 t/h 計(jì)。流通能力的計(jì)算公式參見圖 1。對(duì)于高粘度液體應(yīng)根據(jù)雷諾數(shù)修正粘度系數(shù),因中小型電廠極少碰到,本文從略。

圖 1 調(diào)節(jié)閥流通能力計(jì)算公式
圖 1 調(diào)節(jié)閥流通能力計(jì)算公式

3 計(jì)算實(shí)例

以某高新區(qū)熱電廠高壓加熱器疏水調(diào)節(jié)閥為例,其工藝管徑為 D108×4,介質(zhì)為水,最大流量為 22t/h,介質(zhì)溫度為 200℃,工作壓力為 1.5MPa,閥前壓力為 1.5MPa,閥后壓力為 1.0MPa。

水為一般液體,其公稱流通能力為 C=9.84;應(yīng)選擇 DN32 的雙座調(diào)節(jié)閥。

4 結(jié)語

在中小型電廠設(shè)計(jì)中,最常見的就是一般液體和過熱蒸汽的調(diào)節(jié)閥的選擇和口徑計(jì)算。主要運(yùn)用于除氧器壓力與水位調(diào)節(jié)閥、高壓加熱器疏水調(diào)節(jié)閥和凝汽器補(bǔ)水調(diào)節(jié)閥的選擇上。當(dāng)泄漏量要求很小時(shí),應(yīng)選用單座調(diào)節(jié)閥;而調(diào)節(jié)閥兩端差壓較大或嚴(yán)密性要求不高時(shí),可選用雙座調(diào)節(jié)閥。通常計(jì)算后的調(diào)節(jié)閥通徑比管道的通徑小,因而需要在調(diào)節(jié)閥兩端配上大小頭。


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