高温调节阀的控制是自动化控制中的难题,高温和超高温的切断难度更大。这一难题的主要
表现是高温膨胀产生卡阻及切断问题。因此,吉林调节阀,高温和超高温调节阀一直是国内外厂家及设计院 关注的重点。
一、 应注意的几个问题
从设计、选型和使用的角度看,应注意以下几个问题:
(1)阀体及阀内件材料的选择问题
用于450℃以上的环境中的调节阀,在设计和选用时必须考虑温度、压力条件对材料机械强度的影响,如在锅炉给水系统和过热旁路系统高温条件下,常规阀体及阀内件材料是不适用的(例如O形圈、四氟材料、弹性材料和标准垫片等)。因此,必须选用更加耐用的材料。 一般材料可使用的很高温度为500℃左右。对于高于538℃的场合,阀体通常采用铬-钼钢。对于很高温度达1035℃左右的场合,调节阀采购,通常选用SUS310S型不锈钢,而且材料含碳量必须控制在 0.04~0.08%之间。对于更高的温度,建议采用内衬非金属耐热材料(可用于1200℃的高温场合)或特殊的耐高温高强度合金(如发动机燃烧室用耐高温高强度合金,可直接用于 1000℃高温场合)。
(2)热膨胀,冷收缩的影响
高温阀与常温阀的结构及阀内件有很大的差异,如导向间隙、阀板转动间隙、轴承方式等。除了从设计、制造方面控制外,从阀型结构的选择上来减少热膨胀、冷收缩的影响的方式更为可取。实践证明挡板式蝶阀是一种非常好的高温阀,挡板与阀体内腔间的间隙为3~6mm,可彻底解决阀板与阀体内腔高温中卡阻的问题,并可达到较高的切断性能(5×10-4)。
(3)导向轴承与阀板定位问题
对于介质温度高于400℃的场合普通的定位导向结构是不可靠的。此时应采用外部轴承结构来保证阀板的定位与支撑,这样可以避免内部高温对导向结构的影响。同时,由于定位系统承受了阀板、阀杆的重力,从而减轻了执行机构负载,减轻了外部轴承负载,避免了常规蝶阀水平安装使用时易出现的单边卡阻现象,可垂直安装。
自力式调节阀在日常使用过程中,会出现堵卡等问题,然而这些问题又会导致自力式调节阀的性能下降,那么自力式调节阀如何防堵防卡呢?
自力式调节阀防堵防卡,主要有6个方法来解决和避免:
1、情洗法:管路中的焊渣、铁锈、渣子等在节流口、导向部位、下阀盖平衡孔内造成堵塞或卡住使阀芯曲面、导向面产生拉伤和划痕等。遇此情况,调节阀类型,必须卸开进行清洗,除掉渣物,如密封面受到损伤还应研磨;同时将底塞打开,以冲掉从平衡孔掉入下阀盖内的渣物,并对管路进行冲洗。投运前,让调节阀全开,介质流动一段时间后再纳入正常运行。
2、外接冲刷法:对一些易沉淀、含有固体颗粒的介质采用普通阀调节时,经常在节流口、导向处堵塞,可在下阀盖底塞处外接冲刷气体和蒸汽。当调节阀产生堵塞或卡住时,打开外接的气体或蒸气阀门,即可在不动调节阀的情况下完成冲洗工作,使阀正常运行。
3、安装管道过滤器法:对小口径调节阀,尤其是超小流量调节阀,其节流间隙特小,即使介质中有一点点渣物也会堵塞,很好在阀前管道上安装一个过滤器,以保证介质顺利通过。带检测器使用的调节阀,检测器工作不正常,其气路节流口堵塞是常见的故障。
4、增大节流间隙法:介质中的固体颗粒或管道中被冲刷掉的焊渣和锈物等因过不了节流口造成堵塞、卡住等故障,可改用节流间隙大的节流件—节流面积为开窗、开口类的阀芯、套筒,因其节流面积集中而不是圆周分布的,故障就能很容易地被排除。如果是单、双座阀就可将柱塞形阀芯改为“V”形口的阀芯,或改成套筒阀等。
闪蒸是不可压缩流体通过调节阀节流后,从缩流断面直至阀出口的静压降低到等于或者低于该流体在阀入口温度下的饱和蒸汽压时,部分液体汽化使阀后形成气液两相的现象,闪蒸的发生使液体的流量不再随着压降的增加而增加,出现阻塞流,调节阀价格,闪蒸还造成气液两相流,气体和液体同时流过阀芯和下游管道,造成冲刷,其特点是阀芯呈现平滑抛光的外形。
空化是流体通过调节阀时,从缩流断面的静压降低到等于或低于该流体在阀门入口温度下的饱和蒸汽压力,部分液体汽化形成气泡,继而静压又恢复到该饱和蒸气压力,气泡破裂回复为液相的现象,这种气泡产生和破裂的全过程称为空化。气蚀是空化作用对材料的侵蚀。空化或气蚀的发生对调节阀阀芯产生很大的冲刷破坏。与闪蒸冲刷不同,气蚀冲刷使阀芯和下游管道都呈现出类似煤渣的粗糙表面。
为了避免闪蒸的发生,采用的措施主要有:
?? 一、提高材质硬度。选用硬质合金作为阀芯,或者采用在可能发生闪蒸的部位焊接硬质材料,提高材质硬度,减少冲刷。
?? 二、降低流体流速。设计合理流路,降低下游流体流速,从而降低冲刷速度,例如,在调节阀下游设置扩径管,降低流速。
??? 三、选用合适的调节阀类型和流向。不同的调节阀和流向,其压力恢复系数不一样,选用压力系数大的调节阀和流向,可防止发生阻塞流。例如,对容易汽化的液体,不宜选用高压力恢复的球阀或者蝶阀,可选用低压力恢复的单座调节阀。
??? 针对气蚀的发生而采用的措施主要有:
一、控制压降,使气蚀不发生。例如采用多级降压调节阀,使调节阀的压降分为几级,每级的压降都保证不使缩流处压力低于液体的饱和蒸汽压力,从而消除气泡的产生,使气蚀不发生。
二、减少气蚀影响。采用与防止闪蒸的发生类似的方法,例如提高材料硬度,降低流速,使气蚀发生的影响减小。
三、合理分配管路压力,提高下游压力。从设计工艺看,提高调节阀下游压力,使缩流处也相应提高,从而防止气蚀发生。例如,将调节阀安装在下游有较高静压的位置,增设限流孔板等等。