專業調節閥_專業球閥_專業蝶閥_武漢漢德閥門股份有限公司

 找回密碼
 立即注冊
查看: 149|回復: 0
打印 上一主題 下一主題

調節閥選型中氣蝕、堵塞、噪音問題的解決辦法

[復制鏈接]

6

主題

0

好友

20

積分

新手上路

Rank: 1

跳轉到指定樓層
樓主
發表于 2019-1-21 16:19:42 |只看該作者 |倒序瀏覽
生產過程自動化是大規模工業生產中保證效益和質量的重要手段。在生產過程自動化中,用來控制流體流量的調節閥已遍及石油、化工、電站、輕工、造紙、醫藥、船舶、市政等行業的工業自動化系統中。調節閥在穩定生產、優化控制、維護及檢修成本控制等方面都起著舉足輕重的作用。因此,如何選擇和應用好調節閥,使調節閥在一個高水平狀態下運行是一個關鍵的問題。以下主要對調節閥的閃蒸、氣蝕、防止堵塞、嗓音等間題做分析探討。
1 調節閥的閃蒸和氣蝕
氣蝕是一種水力流動現象,氣蝕的直接原因是管道流體因阻力的突變產生了閃蒸及空化。當流體流經調節閥節流口時,流速突然急劇增加,根據流體能量守恒定律,流速增加靜壓力便驟然下降,出口壓力達到或者低于該流體所在情況下的飽和蒸汽壓時,部分液體就汽化為氣體,形成蒸汽與氣體混合的小汽泡,氣液兩相共存的現象,此既為閃蒸的形成。如果下游壓力恢復到高于液體的飽和蒸汽壓力,汽泡在高壓的作用下,迅速凝結而破裂,汽泡破裂的瞬間形成一個沖擊力,此沖擊力沖撞在閥芯、閥座和閥體上,使其表面產生塑性變形,形成一個個粗糙的蜂窩渣孔,此種現象即是空化,這便是氣蝕形成的過程。因此氣蝕現象將導致嚴重的噪音、振動、材質的破壞等。
1.1 選型
(1)選用壓力恢復系數小的閥門
在工藝條件允許的情況下盡量選用壓力恢復系數小的閥門,如球閥、蝶閥等。如果工藝條件必須使調節閥的壓差 △P>△PT(產生空化的臨界壓差),可以將兩個調節閥串聯起來使用,這樣每個調節閥的壓差 △P 都小于 △PT,空化便不會產生。如果閥的壓差 △P 小于 2.5MPa,一般不會產生氣蝕,即使有氣蝕的產生也不會對材料造成嚴重的損壞。
(2)選用角形調節閥
由于角形閥中的介質直接流向閥體內部下游管道的中心,而不是直接沖擊體壁,所以可大大減少沖擊閥體體壁的飽和氣泡數量,從而減弱了閃蒸破壞力。
1.2 材料的抗氣蝕性能
從氣蝕的直接結果看,造成損傷是因為材料硬度不足以抵抗氣泡破裂而釋放的沖擊力,所以從這個角度我們可以考慮采用高硬度材料,一般常用的方法是在不銹鋼基體上進行堆焊或噴焊司太萊合金,在流體氣蝕沖刷處形成硬化表面。當硬化表面出現損傷后,可以進行二次堆焊或噴焊,這樣便能增加設備的使用壽命,同時也減少了企業的維修費用。
1.3 調節閥結構
既然空化是因為壓力的突變所引起,而系統要求的壓降又不能降低,可以采用將一次大的壓力突變分解為若干次的多級閥芯結構(如圖 1),這種結構的閥芯可以把總壓差分成幾個小壓差,逐級降壓,使每一級都不超過臨界壓差;蛟O計成特殊結構的閥芯、閥座,如迷宮式閥芯、疊片式閥芯等,都可以使高速流體在通過閥芯、閥座時每一點的壓力都高于在該溫度下的飽和蒸汽壓,或使液體本身相互沖撞,在通道間導致高度紊流,使液體的動能由于相互摩擦而變為熱能,可減少氣泡的形成。

圖 1 多級降壓閥芯結構示意圖
1.4 氣蝕系數
不同結構形式的閥門有其不同的氣蝕系數,計算公式如下:

式中:H1——閥后(出口)壓力 m;
H2——大氣壓與其溫度相對應的飽和蒸氣壓力之差 m;
△P——閥門前后的壓差 m。
各種閥門由于構造不同,因此允許的氣蝕系數 δ 也不同,如計算的氣蝕系數大于容許氣蝕系數,則說明可用,不會發生氣蝕。如蝶閥容許氣蝕系數為 2.5,則:
當 δ>2.5,則不會發生氣蝕。
當 2.5>δ>1.5 時,會發生輕微氣蝕。
當 δ<1.5 時,產生振動。
當 δ<0.5 的情況繼續使用時,則會損傷閥門和下游配管,閥門的基本特性曲線和操作特性曲線,對閥門在什么時候發生氣蝕是看不出來的,更指不出來在那個點上達到操作極限。通過上述計算則一目了然。從上述計算中,不難看出產生氣蝕和閥后壓強 H1 有極大關系,加大 H1 顯然會使情況改變,改善方法:
  • 把閥門安裝在管道較低點。
  • 在閥門后管道上裝孔板增加阻力。
  • 閥門出口開放,直接蓄水池,使氣泡炸裂的空間增大,氣蝕減小
2 調節閥的堵塞
在泥漿、紙漿、礦漿、燒堿等場合應用時,閥門堵塞是常見的故障之一。除介質不干凈造成堵卡外,管道內的焊渣,鐵屑等也會造成閥門堵卡,因此,在這些工況下的調節閥選型必須考慮到不同閥型的防堵功能。大體要考慮以下幾個方面:
(1)流路越光滑,越平穩過渡越好;
(2)根據計算,必要時應縮小閥座直徑,以提高節流速度來提高“自潔”性能;
(3)足夠剛度和推力(力矩)的執行機構;
(4)角行程類的閥遠遠好于直行程類的閥。角行程的閥克服了直行程閥流路復雜和上下導向易堵卡的問題,介質流經角行程類的閥,似乎是直接流進流出,最典型的就為“O”型球閥,就象直管道一樣,其防堵性能最好,(見圖 2);其次就是全功能超輕型閥、蝶閥等。

圖 2 O形球閥流路示意圖
3 調節閥的噪音
調節閥上的噪音是石油化工生產中的主要污染源。防止調節閥噪音應從三方面人手。
3.1 振動產生的噪音
振動產生的噪音一般來源于閥芯的振動。如當閥芯在套筒內水平運動時,可以使閥芯與套簡的間隙盡里小或者使用硬質表面的套筒。如閥芯或者其它的組件,它們都有一個固有振動頻率,對此,可以通過專門的鑄造或鍛造處理來改變閥芯的特性,如有必要也可以更換其他類型的閥芯。如由于閥芯振蕩性位移引起流體的壓力波動而產生的噪音,這種情況一般是由于調節回路執行器等的阻尼因素引起的,對此可以重新調節阻尼系數或者在閥芯位移方向上加上減振設施。
3.2 因高速氣流而產生的氣體動力學嗓音
目前避免氣體動力學噪音有 3 種方法。首先,要消除噪音源,限制通過調節閥的流體速度;其次,采用特殊結構的閥體,使流體通過閥芯閥座的曲折流路逐漸減速;第 3,應采用多孔限流板,它吸收調節閥后的部分壓降,從而降低通過調節閥的流速,從而達到降噪的目的。
3.3 防止液體動力學噪音
氣蝕發生的同時還出現噪音和振動,這種噪音,也叫液體動力學噪音,如何避免氣蝕現象的發生在前面已有闡述。
總之,調節閥的選擇要因地制宜,要在實踐的過程中不斷總結和創新,使被調參數得到較好地控制效果,也使調節閥的使用壽命大大增長。




上一篇:角型調節閥在生產中是如何使用
下一篇:角式調節閥流向對流量特性的影響及分析
回復

使用道具 舉報

您需要登錄后才可以回帖 登錄 | 立即注冊

QQ|Archiver|手機版|武漢漢德閥門股份有限公司 ( 鄂ICP備10020949號-2 )

GMT+8, 2019-2-20 22:26 , Processed in 0.062501 second(s), 9 queries , Apc On.

Powered by Discuz! X2.5

© 2001-2012 Comsenz Inc.

回頂部 www.erzhi11.com