電動防空化高壓差調(diào)節(jié)閥概述
防空化高壓差調(diào)節(jié)閥的關鍵技術是節(jié)流組件。本產(chǎn)品采用的軸向多級分流疊板集成塊或節(jié)流組件、即是根據(jù)多級降壓防空化原理，將閥的全開度范圍分為若干組相互獨立的空間，在其每個獨立空間都有設有徑向流道、軸向節(jié)流孔和緩沖室，并按一定規(guī)律分布于若干塊圓環(huán)板上，經(jīng)機加工成型后疊裝在一起，采用特種工藝技術將其集成一個不可分割的整體——集成塊式結構(圖一)。達到密封可靠。閥工作時，各開度的高壓流體進入節(jié)流組件后，分別在各自的獨立空間內(nèi)進行多級節(jié)流、緩沖膨脹和轉變折流，它們之間各行其道，互不干擾。因此，各開度的高壓流體，從節(jié)流組體入口到出口，其壓力和差均按一定規(guī)律逐步降低，從而達到有效防止空化與空蝕。
本防空化高壓差調(diào)節(jié)閥由閥門和執(zhí)行機構兩部分組成。執(zhí)行機構帶動其閥桿和閥芯在節(jié)流組件中作往復運動來實現(xiàn)控制對象的壓力、溫度、流量和液位等工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)。
根據(jù)工況特點，本產(chǎn)品有兩種節(jié)流組件結構：一種是全多級降疊板型(圖一)，這種結構適用于火力發(fā)電站鍋爐給水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥，減溫水調(diào)節(jié)閥以及石油化工高壓系統(tǒng)恒壓差場合。另一種為多級降壓疊板與單級節(jié)流窗孔套筒相結合的組合式節(jié)流組件(圖二)，它適用于電站鍋爐主給水等變壓差場合。實踐表明，調(diào)節(jié)閥在變壓差工況運行存在兩個問題，即空化和流量特性畸變。這就要求主給水調(diào)節(jié)閥必須具備適應變壓差特點的變流阻結構和對流量特性和補償能力。然而，現(xiàn)今通常使用的給水調(diào)節(jié)閥，其結構均為恒流阻和直線固有流量特性。因此，電廠主給水調(diào)節(jié)閥使用過程中，空蝕損壞十分嚴重。而且用直線固有流量特性畸變?yōu)榭扉_特性后，調(diào)節(jié)閥通常開到40～50％開度，其流量就達到飽和狀態(tài)。即超過40％開度以后，流量不再隨閥的開度加大而增加，不能按照發(fā)電機組動行的需要進行全程控制，鑒于此，本產(chǎn)品是將25％以下的開度采用多降壓疊板結構，>25～100％開度范圍為窗孔套筒結構，這樣，當閥在≤25％的小開度下工作時，由于流體進入節(jié)流組件后要經(jīng)多級節(jié)流降壓，雖然壓差很高，但依然不會產(chǎn)生空化；當閥處于>25～100％的開度范圍工作時，液體基本上由窗孔套筒控制，屬于單級節(jié)流，所產(chǎn)生的流阻和壓降遠比多級疊板小，這正好符合發(fā)電機組對給水調(diào)節(jié)閥的要求。此外，為避免在變壓差下運行使流量特性畸變?yōu)榭扉_特性，將本主給水調(diào)節(jié)閥的固有流量特性，即結構特性設計成圖3曲線2所示的近似等百分比曲線，>0～25％開度范圍介于直線于等到百分比區(qū)間，>50～100％開度范圍為直線，在>25～50％之間為圓滑過渡。這樣，本閥的變壓差下運行時，雖然流量特性仍會向快開方向產(chǎn)生畸變，但由于事先給予了補償，因此，它不是變成快開特性，而是使實際工作流量特性變成直線。
電動防空化高壓差調(diào)節(jié)閥主要技術參數(shù)和性能指標
1、主要技術參數(shù)(表1)
公稱通徑mm | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 100 | 175 | 200 | 300 | 350 | ||
公稱壓力MPa | 25(32) | 25 | |||||||||||||
工作溫度℃ | 250(400) | ||||||||||||||
流量特性 | 直線 | 近似等百分比 | |||||||||||||
額定流量 | 半容量型 | 0.75 | 1.25 | 1.25 | 2.5 | 5 | 6 | 10 | 15 | 20 | 25 | 50 | 100 | 200 | 300 |
全容量型 | 1.5 | 2.5 | 2.5 | 5 | 10 | 12 | 20 | 30 | 40 | 50 | 100 | 200 | 400 | 600 | |
額定行程mm | 25 | 40 | 60 | 60 | 100 | ||||||||||
控制信號 | 電 | 0～10mAd.c, 4～20mAd.c | |||||||||||||
氣 | 40～200KPa，80～240KPa，氣源壓力0.4MPa | ||||||||||||||
其中額定流量系數(shù)可以根據(jù)工況設計
2、主要性能指標(表2)
項目 | 指標 | |
氣動 | 電動 | |
基本誤差％ | ±1.5 | ±2.5 |
回差％ | 1.5 | 2.5 |
死區(qū)％ | 1 | 3 |
額定行程偏差％ | 2.5 | |
閥座泄漏量 l/h | 5×10-6×閥的額定容量 | |
電動防空化高壓差調(diào)節(jié)閥主要零部件材料
見圖 4、圖 5 及表 3
表3
序號 | 零部件名稱 | 材料 | 序號 | 零部件名稱 | 材料 |
1 | 閥體 | ZG230-450.35鍛鋼 | 8 | b型密封環(huán) | 17-4PH |
2 | 閥座 | 3Cr13(堆焊硬質(zhì)合金) | 9 | 法蘭 | 35CrMoA |
3 | 節(jié)流組件 | 2Cr13 | 10 | 主螺柱 | 35CrMoA |
4 | 閥芯 | 440C | 11 | 主螺母 | 40Cr |
5 | 套筒 | 2Cr13 | 12 | 閥桿 | 17-4PH |
6 | 閥芯密封圈 | F14 高溫四氟乙烯 | 13 | 填料 | 柔性石墨 |
7 | 閥蓋 | 35鍛鋼 | 14 | 齒形墊 | 0Cr18Ni9 |
閥門零件會根據(jù)工況條件變更，以設計文件為準
電動防空化高壓差調(diào)節(jié)閥閥的驅動方式及管道連接形式
1、傳動方式
產(chǎn)品由閥和直行程電(氣)動執(zhí)行機構兩大部分組成。
氣動閥：配用ZM或ZS型氣動執(zhí)行機構，構成氣動防空化高壓差調(diào)節(jié)閥。
電動閥：配用DKZ-Ⅲ型或3610L型或其它直行程電動執(zhí)行機構，構成電動防空化高壓差調(diào)節(jié)閥。
2、與管道連接形式 本產(chǎn)品與管道采用剖口對焊連接和透鏡墊螺紋法蘭兩種連接形式，也可按用戶要求采用其它連接形式。
電動防空化高壓差調(diào)節(jié)閥主要外形尺寸
電動防空化高壓差調(diào)節(jié)閥用途
本產(chǎn)品主要用于火力發(fā)電鍋爐及石油化工高壓控制系統(tǒng)；
·主給水調(diào)節(jié)閥
·給水旁路調(diào)節(jié)閥
·給水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥
·減溫水調(diào)節(jié)閥
·凝結水再循環(huán)調(diào)節(jié)閥
·鍋爐連續(xù)排污調(diào)節(jié)閥
·高壓加熱器疏水及緊急疏水調(diào)節(jié)閥
·合成氨、合成尿素等高壓差調(diào)節(jié)閥
電動防空化高壓差調(diào)節(jié)閥型號編制及說明
本產(chǎn)品型號由兩小節(jié)組成，中間以短線連相連，第一節(jié)包括四位代號表示產(chǎn)品大類、執(zhí)行機構、閥的特征及類型。第二節(jié)包括兩位代號，表示產(chǎn)品壓力參數(shù)和開關方式，具體說明如下：
表4
DN(mm) | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 150 | 200 | 250 | ||
閥體 | L | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | 550 | 750 | 950 | 1150 | ||
L1 | 110 | 135 | 155 | 175 | 200 | 225 | 250 | 350 | 450 | 550 | |||
φ1×b | 22×1 | 27×1 | 34×1 | 42×1 | 52×1.5 | 67×1.5 | 82×1.5 | 103×1.5 | 154×2 | 204×2 | 255×2 | ||
φ2 | M56×3 | M64×3 | M80×3 | M95×3 | M110×4 | M130×4 | M160×4 | M240×4 | M300×4 | M380×4 | |||
直線流量 | H1 | 198 | 260 | 270 | 280 | 320 | 370 | 520 | |||||
H2 | 70 | 90 | 100 | 116 | 130 | 145 | 170 | ||||||
近似等百分比 | H1 | 226 | 295 | 390 | 485 | 610 | |||||||
H2 | 120 | 145 | 225 | 290 | 370 | ||||||||
氣動 | 執(zhí)行機構 | 型號 | ZMA/B-3 | ZMA/B-4 | ZMA/B-5 | ZMA/B-6 | |||||||
φA | 325 | 410 | 495 | 620 | |||||||||
直線流量 | ZMA型 | 710 | 792 | 988 | 1014 | 1068 | 1241 | 1416 | |||||
ZMB型 | 778 | 860 | 1076 | 1102 | 1156 | 1349 | 1524 | ||||||
近似等百分比 | ZMA型 | 1106 | 1166 | 1623 | 1783 | 1988 | |||||||
ZMB型 | 1214 | 1274 | 1803 | 1963 | 2168 | ||||||||
電動 | 執(zhí)行機構 | 型號 | DKZ-310 | DKZ-410 | DKZ-510 | ||||||||
A×B | 460×230 | 530×230 | 630×230 | ||||||||||
直線流量特性閥H | 758 | 840 | 940 | 966 | 1020 | 1160 | 1335 | ||||||
近似等百分比 | 1025 | 1085 | 1260 | 1420 | 1625 | ||||||||
■ 調(diào)節(jié)閥的安裝
1、高壓調(diào)節(jié)閥的零部件加工、配合都很精密，因此，調(diào)節(jié)閥安裝前，應徹底清洗管路系統(tǒng)，將污物及焊拉渣排除干凈，以免調(diào)節(jié)閥運行時發(fā)生卡住現(xiàn)象，閥入口前的管路應加設孔尺寸小于2mm過濾網(wǎng)。
2、高壓閥較重、外形尺寸較大，因此，調(diào)節(jié)閥應直立安裝在接近地面或樓面的地方，在管道標高大于1m時，應盡量設置平臺，以便于調(diào)整、檢查和拆卸，使用過程或更換填料時，不能拆卸或松動聯(lián)接上法蘭與閥體的主螺母。
3、調(diào)節(jié)閥安裝時，閥體上箭頭方向應與介質(zhì)流向一致。
4、如果調(diào)節(jié)閥的公稱通徑與管道的公稱通徑不同，兩者之間應加漸縮管段。
5、調(diào)節(jié)閥一般應設置旁通管道，以便于在自控系統(tǒng)發(fā)生故障或檢修時可以切換，不致停產(chǎn)。
6、調(diào)節(jié)閥安裝時，應留足拆卸執(zhí)行機構護罩的空間，以便配線、調(diào)整和檢查。
7、與管道為焊接連接的調(diào)節(jié)閥，其閥體上的接口與管道對焊，焊接時，建議先用氬弧焊打底(以防焊渣墜入閥和管道內(nèi))，然后再進行常規(guī)的電(或氣)焊，焊接過程要經(jīng)多次打磨、多道焊接、并注意保溫，法蘭連接調(diào)節(jié)閥與管道相連，采用JB2768-2778《Pg160、320kgf/cm2，管件與緊固件》標準制造的法蘭，透鏡墊及緊固件。
8、調(diào)節(jié)閥和執(zhí)行機構組裝出廠時，整機已全部調(diào)試好，不需要重新調(diào)整，但在運輸或安裝過程中不能完全排隊猛烈沖擊或跌落現(xiàn)象，因此，用戶入廠檢查或安裝在管道上之后，需要和調(diào)節(jié)器(計算機)一起作組合調(diào)整，其調(diào)整方法和和步驟按說明書和隨機附帶的執(zhí)行機構使用說明書進行，在試運行或正式運行過程中，如發(fā)現(xiàn)閥體與上法蘭處或閥蓋填料泄漏，可分別將閥蓋主螺母或填料壓蓋螺母再擰緊，并采用一個螺母多次擰緊法，如果用力不均，將使閥蓋和填料壓板歪斜，導致閥桿彎曲而影響閥門正常開啟，其次，擰緊程度以不漏為限，不可用力太大，以免損壞機件，同時，填料擰得過緊，還可能使調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)靈敏度降低，如果發(fā)現(xiàn)閥座泄漏量(內(nèi)漏)過大，超過其標準規(guī)定的指標，則可能是閥芯與閥座接觸的機械零位或執(zhí)行機構的信號零位在運輸或使用過程中發(fā)生偏移所致，或者閥芯、閥座有機械損壞，對于前者，可按隨閥附帶的執(zhí)行機構使用說明書介紹的方法重新調(diào)整，如果后者，則需拆卸閥門，將損壞的閥芯、閥座取出并經(jīng)機械加工、研磨修復或更換。
9、調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機構的出軸推力在選型時已配好，如果出現(xiàn)推不動的情況，可先檢查控制信號是否受到干擾，是否受到限位機構的限制或閥桿是否彎曲變形發(fā)生“卡死”現(xiàn)象等。
■ 調(diào)節(jié)閥的維修
當調(diào)節(jié)閥在使用過程中不能滿足要求時，或經(jīng)長期運轉后，為預防事故發(fā)生而作定期檢查時，都必須進行維修，其維修的主要內(nèi)容為：
1、閥的拆卸
焊接連接閥維修時，通常是將閥連同執(zhí)行機構一起從工藝管線上用氣割割下來后再進行解體拆卸，維修工作量大，本防空化型高壓差調(diào)節(jié)閥考慮到便于維修，將包括閥座在內(nèi)的所有內(nèi)件作成活絡配合件，因此，閥維修時，只需將閥蓋主螺母卸下，即可將執(zhí)行機構、閥蓋、法蘭、閥芯組件等吊出，再將套筒、節(jié)流組件、閥座依次取出，如閥體內(nèi)部完好，密封部位未受傷，該閥體可不必從管線上割下，拆卸內(nèi)件時，必須保護好精密加工件，如閥芯組件、節(jié)流組件、閥座、b型密封環(huán)閥蓋密封部位，防止其損傷。
2、閥的清洗
拆下的閥內(nèi)件和閥體(包括在管線上未割下來的閥體)內(nèi)部應將工藝介質(zhì)、污物、銹跡等清洗去除干凈 。
3、主要零部件的修理和更換
閥芯、閥座的密封面如有小的損傷，可采用機械加工和研磨方法修理；如果損壞嚴重，則必須更換新件，修理時應保證閥芯、閥座、節(jié)流組件等的同軸度，節(jié)流組件、閥芯密封圈、b型密封環(huán)損壞，只能更換新件。
4、易損件的更換
調(diào)節(jié)閥的易損件主要是填料、各部位密件。
5、執(zhí)行機構的維修
執(zhí)行機構的故障與維修可參照隨閥附帶的電動或氣動執(zhí)行機構產(chǎn)品使用說明書進行。
■ 調(diào)節(jié)閥的組裝和調(diào)試
調(diào)節(jié)閥組裝時，在零部件配合部位、導向部位及螺紋部位涂以適當潤滑油脂，并注意執(zhí)行機構的推桿與閥芯部件及閥座等的同軸度。組裝時填料不必壓得過緊，在試壓過程中，如發(fā)現(xiàn)填料處有滲漏，可徐徐擰緊，否則調(diào)節(jié)閥的動態(tài)性能指標——基本誤差、靈敏度難于保證，閥使用時難以投入自動控制操作。
在裝閥和執(zhí)行機構時，應注意調(diào)整閥的機械零位與執(zhí)行機構信號零位同時到位。
組裝完畢，必須按 GB/T4213-92《氣動調(diào)節(jié)閥》，GB1069-89《電站調(diào)節(jié)閥技術條件》，JB/T7378-94《工業(yè)過程控制系統(tǒng)用電動控制閥》或者有關企業(yè)標準中規(guī)定的出廠試驗項目測試合格后方可繼續(xù)使用。
■ 保管貯存
調(diào)節(jié)閥應貯存在空氣溫度為5～40℃，相對濕度不大于90％的室內(nèi)，空氣中不應含有腐蝕調(diào)節(jié)閥的有害成份。