上海沪工阀门厂(集团)有限公司

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摘要:在单机容量 50MW 及其以下的中小型电厂中常常采用电动调节阀作为调节手段,而电动调节阀的选择是否适当,直接影响自动调节系统的调节品质。本文将就电动调节阀的选择和口径计算进行介绍。

关键词:电动调节阀;单座;双座;流量特性;流通能力

0 引言

流体流量调节机构是改变流体流量的工具,按其调节作用分成两类:

  1. 变压调节。用改变压头来调节流量,如变速水泵、变速风机等。
  2. 节流调节。用改变介质的流动阻力来调节流量,如调节阀、挡板等。

变压式调节机构比较复杂,设备品种较少,因此使用范围较少。在给水调节、风量调节等系统中,由于减少了动力损失,能够获得较大经济效果,因而常采用变压式调节机构;在大流量、高压力的场合,节流式调节机构工作困难,常采用变压式调节机构。

除此之外,大多数调节系统采用节流式调节机构,即调节阀。调节阀有气动和电动两种,在中小型电厂中,由于调节阀数量有限,如果采用气动方式,则应配备一套仪用空压站,投资高,因而通常采用电动调节阀。下面就电动调节阀的选择和计算做简单介绍。

1 电动调节阀的选择

电动调节阀是流量调节系统中非常重要的环节,其结构型式、口径和流量特征等选择是否适当,直接影响自动调节系统的调节品质和工作安全可靠性。

1.1 电动调节阀结构型式的选择

本文仅就国产电动调节阀结构型式的选择,提出如下参考意见:

1) 当工艺系统要求调节阀泄漏量小(<额定容量的 0.01%)时,首选单座调节阀,因其严密性能好。

2) 当调节阀两端差压大时,建议选择双座调节阀,使之在压差大时比单座调节阀容易开启,但缺点是泄漏量大。

1.2 电动调节阀流量特性的选择

调节阀的流量特性是指流过调节阀介质的流量与调节阀开度的关系。制造厂提供的是调节阀的理想流量特性,即在整个开度范围内阀门前后差压不变时的流量特性,它表征调节阀的特性。

目前生产的调节阀,按理想流量特性分为以下四种:

  1. 直线流量特性,调节阀的流量与开度成线性关系;
  2. 等百分比(对数)流量特性,调节阀单位行程的变化所引起的流量变化与此点的流量成正比关系;
  3. 快开流量特性,这种流量特性在小开度时流量已很大,开度增大时流量很快达到最大;
  4. 抛物线流量特性,调节阀单位行程的变化所引起的流量变化与此点的流量平方根成正比关系。

由于抛物线很接近于等百分比,而快开只用于开/关控制,所以实际上作为节流调节的只有直线特性和等百分比特性的两种调节阀。

对于一般调节系统,希望在小负荷时调节阀放大系数小一些,以免过调和振荡,而在大负荷时调节阀放大系数大一些,所以对于负荷波动较大的系统宜选择具有等百分比特性的调节阀。

2 调节阀口径的计算

调节阀口径的选择,首先根据生产过程需要的流量 Q 和调节阀前后压差 ΔP 计算出调节阀的公称流通能力 C(或 Kv)。然后从产品系列中选择相应口径的调节阀。所谓公称流通能力 C 就是当调节阀全开,阀前后压差为 0.1MPa,流体重度为 1g/cm3 时,每小时流过调节阀的流量,以 m3/h 或 t/h 计。流通能力的计算公式参见图 1。对于高粘度液体应根据雷诺数修正粘度系数,因中小型电厂极少碰到,本文从略。

图 1 调节阀流通能力计算公式
图 1 调节阀流通能力计算公式

3 计算实例

以某高新区热电厂高压加热器疏水调节阀为例,其工艺管径为 D108×4,介质为水,最大流量为 22t/h,介质温度为 200℃,工作压力为 1.5MPa,阀前压力为 1.5MPa,阀后压力为 1.0MPa。

水为一般液体,其公称流通能力为 C=9.84;应选择 DN32 的双座调节阀。

4 结语

在中小型电厂设计中,最常见的就是一般液体和过热蒸汽的调节阀的选择和口径计算。主要运用于除氧器压力与水位调节阀、高压加热器疏水调节阀和凝汽器补水调节阀的选择上。当泄漏量要求很小时,应选用单座调节阀;而调节阀两端差压较大或严密性要求不高时,可选用双座调节阀。通常计算后的调节阀通径比管道的通径小,因而需要在调节阀两端配上大小头。


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