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奈東閥門（上海）有限公司
主營產(chǎn)品： 電液閥品牌優(yōu)點(diǎn),直流式遙控浮球閥,泄壓閥,減壓閥 |
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2021-4-9 閱讀(3507)
調(diào)節(jié)閥選型中氣蝕,、堵塞,、噪音問題的解決辦法
生產(chǎn)過程自動化是大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)中保證效益和質(zhì)量的重要手段。在生產(chǎn)過程自動化中,，用來控制流體流量的調(diào)節(jié)閥已遍及石油,、化工,、電站,、輕工、造紙,、醫(yī)藥,、船舶,、市政等行業(yè)的工業(yè)自動化系統(tǒng)中。調(diào)節(jié)閥在穩(wěn)定生產(chǎn),、優(yōu)化控制,、維護(hù)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(yīng)用好調(diào)節(jié)閥,，使調(diào)節(jié)閥在一個高水平狀態(tài)下運(yùn)行是一個關(guān)鍵的問題。以下主要對調(diào)節(jié)閥的閃蒸,、氣蝕,、防止堵塞、嗓音等問題做分析探討,。
調(diào)節(jié)閥的閃蒸和氣蝕
氣蝕是一種水力流動現(xiàn)象,，氣蝕的直接原因是管道流體因阻力的突變產(chǎn)生了閃蒸及空化。當(dāng)流體流經(jīng)調(diào)節(jié)閥節(jié)流口時,，流速突然急劇增加,，根據(jù)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(dá)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(xiàn)象,，此既為閃蒸的形成。如果下游壓力恢復(fù)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(jié)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(chǎn)生塑性變形,，形成一個個粗糙的蜂窩渣孔,，此種現(xiàn)象即是空化，這便是氣蝕形成的過程,。因此氣蝕現(xiàn)象將導(dǎo)致嚴(yán)重的噪音,、振動、材質(zhì)的破壞等,。
1.1 選型
（1）選用壓力恢復(fù)系數(shù)小的閥門
在工藝條件允許的情況下盡量選用壓力恢復(fù)系數(shù)小的閥門,，如球閥、蝶閥等,。如果工藝條件必須使調(diào)節(jié)閥的壓差 △P＞△PT（產(chǎn)生空化的臨界壓差）,，可以將兩個調(diào)節(jié)閥串聯(lián)起來使用,，這樣每個調(diào)節(jié)閥的壓差 △P 都小于 △PT，空化便不會產(chǎn)生,。如果閥的壓差 △P 小于 2.5MPa,，一般不會產(chǎn)生氣蝕，即使有氣蝕的產(chǎn)生也不會對材料造成嚴(yán)重的損壞,。
（2）選用角形調(diào)節(jié)閥
由于角形閥中的介質(zhì)直接流向閥體內(nèi)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(shù)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(jié)果看，造成損傷是因?yàn)椴牧嫌捕炔蛔阋缘挚箽馀萜屏讯尫诺臎_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(jìn)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(dāng)硬化表面出現(xiàn)損傷后,，可以進(jìn)行二次堆焊或噴焊，這樣便能增加設(shè)備的使用壽命,，同時也減少了企業(yè)的維修費(fèi)用,。
1.3 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)
既然空化是因?yàn)閴毫Φ耐蛔兯穑到y(tǒng)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(jié)構(gòu),，這種結(jié)構(gòu)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,。或設(shè)計(jì)成特殊結(jié)構(gòu)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(diǎn)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(dǎo)致高度紊流,，使液體的動能由于相互摩擦而變?yōu)闊崮埽蓽p少氣泡的形成,。
1.4 氣蝕系數(shù)
不同結(jié)構(gòu)形式的閥門有其不同的氣蝕系數(shù),，計(jì)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(yīng)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(gòu)造不同，因此允許的氣蝕系數(shù) δ 也不同,，如計(jì)算的氣蝕系數(shù)大于容許氣蝕系數(shù),，則說明可用，不會發(fā)生氣蝕,。如蝶閥容許氣蝕系數(shù)為 2.5,，則：
當(dāng) δ＞2.5，則不會發(fā)生氣蝕,。
當(dāng) 2.5＞δ＞1.5 時,，會發(fā)生輕微氣蝕。
當(dāng) δ＜1.5 時,，產(chǎn)生振動,。
當(dāng) δ＜0.5 的情況繼續(xù)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(fā)生氣蝕是看不出來的，更指不出來在那個點(diǎn)上達(dá)到操作極限,。通過上述計(jì)算則一目了然,。從上述計(jì)算中，不難看出產(chǎn)生氣蝕和閥后壓強(qiáng) H1 有關(guān)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(diǎn)。
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
調(diào)節(jié)閥的堵塞
在泥漿,、紙漿、礦漿,、燒堿等場合應(yīng)用時,，閥門堵塞是常見的故障之一。除介質(zhì)不干凈造成堵卡外,，管道內(nèi)的焊渣,，鐵屑等也會造成閥門堵卡，因此,，在這些工況下的調(diào)節(jié)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(wěn)過渡越好；
（2）根據(jù)計(jì)算,，必要時應(yīng)縮小閥座直徑,，以提高節(jié)流速度來提高“自潔”性能；
（3）足夠剛度和推力（力矩）的執(zhí)行機(jī)構(gòu),；
（4）角行程類的閥遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于直行程類的閥,。角行程的閥克服了直行程閥流路復(fù)雜和上下導(dǎo)向易堵卡的問題，介質(zhì)流經(jīng)角行程類的閥,，似乎是直接流進(jìn)流出,，最典型的就為“O”型球閥，就象直管道一樣,，其防堵性能好,；其次就是全功能超輕型閥、蝶閥等,。
調(diào)節(jié)閥的噪音
調(diào)節(jié)閥上的噪音是石油化工生產(chǎn)中的主要污染源,。防止調(diào)節(jié)閥噪音應(yīng)從三方面入手。
1 ,、振動產(chǎn)生的噪音
振動產(chǎn)生的噪音一般來源于閥芯的振動,。如當(dāng)閥芯在套筒內(nèi)水平運(yùn)動時，可以使閥芯與套筒的間隙盡量小或者使用硬質(zhì)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(chǎn)生的噪音,，這種情況一般是由于調(diào)節(jié)回路執(zhí)行器等的阻尼因素引起的,，對此可以重新調(diào)節(jié)阻尼系數(shù)或者在閥芯位移方向上加上減振設(shè)施。
2,、 因高速氣流而產(chǎn)生的氣體動力學(xué)嗓音
目前避免氣體動力學(xué)噪音有 3 種方法,。首先，要消除噪音源,，限制通過調(diào)節(jié)閥的流體速度,；其次，采用特殊結(jié)構(gòu)的閥體,，使流體通過閥芯閥座的曲折流路逐漸減速,；第 3，應(yīng)采用多孔限流板,，它吸收調(diào)節(jié)閥后的部分壓降,，從而降低通過調(diào)節(jié)閥的流速,，從而達(dá)到降噪的目的。
3,、 防止液體動力學(xué)噪音
氣蝕發(fā)生的同時還出現(xiàn)噪音和振動,，這種噪音，也叫液體動力學(xué)噪音,，如何避免氣蝕現(xiàn)象的發(fā)生在前面已有闡述,。
總之，調(diào)節(jié)閥的選擇要因地制宜,，要在實(shí)踐的過程中不斷總結(jié)和創(chuàng)新，使被調(diào)參數(shù)得到較好地控制效果,，也使調(diào)節(jié)閥的使用壽命大大增長,。
