上海滬工閥門廠(集團)有限公司

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摘要:在單機容量 50MW 及其以下的中小型電廠中常常采用電動調節閥作為調節手段,而電動調節閥的選擇是否適當,直接影響自動調節系統的調節品質。本文將就電動調節閥的選擇和口徑計算進行介紹。

關鍵詞:電動調節閥;單座;雙座;流量特性;流通能力

0 引言

流體流量調節機構是改變流體流量的工具,按其調節作用分成兩類:

  1. 變壓調節。用改變壓頭來調節流量,如變速水泵、變速風機等。
  2. 節流調節。用改變介質的流動阻力來調節流量,如調節閥、擋板等。

變壓式調節機構比較復雜,設備品種較少,因此使用范圍較少。在給水調節、風量調節等系統中,由于減少了動力損失,能夠獲得較大經濟效果,因而常采用變壓式調節機構;在大流量、高壓力的場合,節流式調節機構工作困難,常采用變壓式調節機構。

除此之外,大多數調節系統采用節流式調節機構,即調節閥。調節閥有氣動和電動兩種,在中小型電廠中,由于調節閥數量有限,如果采用氣動方式,則應配備一套儀用空壓站,投資高,因而通常采用電動調節閥。下面就電動調節閥的選擇和計算做簡單介紹。

1 電動調節閥的選擇

電動調節閥是流量調節系統中非常重要的環節,其結構型式、口徑和流量特征等選擇是否適當,直接影響自動調節系統的調節品質和工作安全可靠性。

1.1 電動調節閥結構型式的選擇

本文僅就國產電動調節閥結構型式的選擇,提出如下參考意見:

1) 當工藝系統要求調節閥泄漏量。<額定容量的 0.01%)時,首選單座調節閥,因其嚴密性能好。

2) 當調節閥兩端差壓大時,建議選擇雙座調節閥,使之在壓差大時比單座調節閥容易開啟,但缺點是泄漏量大。

1.2 電動調節閥流量特性的選擇

調節閥的流量特性是指流過調節閥介質的流量與調節閥開度的關系。制造廠提供的是調節閥的理想流量特性,即在整個開度范圍內閥門前后差壓不變時的流量特性,它表征調節閥的特性。

目前生產的調節閥,按理想流量特性分為以下四種:

  1. 直線流量特性,調節閥的流量與開度成線性關系;
  2. 等百分比(對數)流量特性,調節閥單位行程的變化所引起的流量變化與此點的流量成正比關系;
  3. 快開流量特性,這種流量特性在小開度時流量已很大,開度增大時流量很快達到最大;
  4. 拋物線流量特性,調節閥單位行程的變化所引起的流量變化與此點的流量平方根成正比關系。

由于拋物線很接近于等百分比,而快開只用于開/關控制,所以實際上作為節流調節的只有直線特性和等百分比特性的兩種調節閥。

對于一般調節系統,希望在小負荷時調節閥放大系數小一些,以免過調和振蕩,而在大負荷時調節閥放大系數大一些,所以對于負荷波動較大的系統宜選擇具有等百分比特性的調節閥。

2 調節閥口徑的計算

調節閥口徑的選擇,首先根據生產過程需要的流量 Q 和調節閥前后壓差 ΔP 計算出調節閥的公稱流通能力 C(或 Kv)。然后從產品系列中選擇相應口徑的調節閥。所謂公稱流通能力 C 就是當調節閥全開,閥前后壓差為 0.1MPa,流體重度為 1g/cm3 時,每小時流過調節閥的流量,以 m3/h 或 t/h 計。流通能力的計算公式參見圖 1。對于高粘度液體應根據雷諾數修正粘度系數,因中小型電廠極少碰到,本文從略。

圖 1 調節閥流通能力計算公式
圖 1 調節閥流通能力計算公式

3 計算實例

以某高新區熱電廠高壓加熱器疏水調節閥為例,其工藝管徑為 D108×4,介質為水,最大流量為 22t/h,介質溫度為 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;應選擇 DN32 的雙座調節閥。

4 結語

在中小型電廠設計中,最常見的就是一般液體和過熱蒸汽的調節閥的選擇和口徑計算。主要運用于除氧器壓力與水位調節閥、高壓加熱器疏水調節閥和凝汽器補水調節閥的選擇上。當泄漏量要求很小時,應選用單座調節閥;而調節閥兩端差壓較大或嚴密性要求不高時,可選用雙座調節閥。通常計算后的調節閥通徑比管道的通徑小,因而需要在調節閥兩端配上大小頭。


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