電動防空化高壓差調節閥概述
防空化高壓差調節閥的關鍵技術是節流組件。本產品采用的軸向多級分流疊板集成塊或節流組件、即是根據多級降壓防空化原理，將閥的全開度范圍分為若干組相互獨立的空間，在其每個獨立空間都有設有徑向流道、軸向節流孔和緩沖室，并按一定規律分布于若干塊圓環板上，經機加工成型后疊裝在一起，采用特種工藝技術將其集成一個不可分割的整體——集成塊式結構(圖一)。達到密封可靠。閥工作時，各開度的高壓流體進入節流組件后，分別在各自的獨立空間內進行多級節流、緩沖膨脹和轉變折流，它們之間各行其道，互不干擾。因此，各開度的高壓流體，從節流組體入口到出口，其壓力和差均按一定規律逐步降低，從而達到有效防止空化與空蝕。
本防空化高壓差調節閥由閥門和執行機構兩部分組成。執行機構帶動其閥桿和閥芯在節流組件中作往復運動來實現控制對象的壓力、溫度、流量和液位等工藝參數的調節。
根據工況特點，本產品有兩種節流組件結構：一種是全多級降疊板型(圖一)，這種結構適用于火力發電站鍋爐給水再循環調節閥，減溫水調節閥以及石油化工高壓系統恒壓差場合。另一種為多級降壓疊板與單級節流窗孔套筒相結合的組合式節流組件(圖二)，它適用于電站鍋爐主給水等變壓差場合。實踐表明，調節閥在變壓差工況運行存在兩個問題，即空化和流量特性畸變。這就要求主給水調節閥必須具備適應變壓差特點的變流阻結構和對流量特性和補償能力。然而，現今通常使用的給水調節閥，其結構均為恒流阻和直線固有流量特性。因此，電廠主給水調節閥使用過程中，空蝕損壞十分嚴重。而且用直線固有流量特性畸變為快開特性后，調節閥通常開到40～50％開度，其流量就達到飽和狀態。即超過40％開度以后，流量不再隨閥的開度加大而增加，不能按照發電機組動行的需要進行全程控制，鑒于此，本產品是將25％以下的開度采用多降壓疊板結構，>25～100％開度范圍為窗孔套筒結構，這樣，當閥在≤25％的小開度下工作時，由于流體進入節流組件后要經多級節流降壓，雖然壓差很高，但依然不會產生空化；當閥處于>25～100％的開度范圍工作時，液體基本上由窗孔套筒控制，屬于單級節流，所產生的流阻和壓降遠比多級疊板小，這正好符合發電機組對給水調節閥的要求。此外，為避免在變壓差下運行使流量特性畸變為快開特性，將本主給水調節閥的固有流量特性，即結構特性設計成圖3曲線2所示的近似等百分比曲線，>0～25％開度范圍介于直線于等到百分比區間，>50～100％開度范圍為直線，在>25～50％之間為圓滑過渡。這樣，本閥的變壓差下運行時，雖然流量特性仍會向快開方向產生畸變，但由于事先給予了補償，因此，它不是變成快開特性，而是使實際工作流量特性變成直線。
電動防空化高壓差調節閥主要技術參數和性能指標
1、主要技術參數(表1)
公稱通徑mm | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 100 | 175 | 200 | 300 | 350 | ||
公稱壓力MPa | 25(32) | 25 | |||||||||||||
工作溫度℃ | 250(400) | ||||||||||||||
流量特性 | 直線 | 近似等百分比 | |||||||||||||
額定流量 | 半容量型 | 0.75 | 1.25 | 1.25 | 2.5 | 5 | 6 | 10 | 15 | 20 | 25 | 50 | 100 | 200 | 300 |
全容量型 | 1.5 | 2.5 | 2.5 | 5 | 10 | 12 | 20 | 30 | 40 | 50 | 100 | 200 | 400 | 600 | |
額定行程mm | 25 | 40 | 60 | 60 | 100 | ||||||||||
控制信號 | 電 | 0～10mAd.c, 4～20mAd.c | |||||||||||||
氣 | 40～200KPa，80～240KPa，氣源壓力0.4MPa | ||||||||||||||
其中額定流量系數可以根據工況設計
2、主要性能指標(表2)
項目 | 指標 | |
氣動 | 電動 | |
基本誤差％ | ±1.5 | ±2.5 |
回差％ | 1.5 | 2.5 |
死區％ | 1 | 3 |
額定行程偏差％ | 2.5 | |
閥座泄漏量 l/h | 5×10-6×閥的額定容量 | |
電動防空化高壓差調節閥主要零部件材料
見圖 4、圖 5 及表 3
表3
序號 | 零部件名稱 | 材料 | 序號 | 零部件名稱 | 材料 |
1 | 閥體 | ZG230-450.35鍛鋼 | 8 | b型密封環 | 17-4PH |
2 | 閥座 | 3Cr13(堆焊硬質合金) | 9 | 法蘭 | 35CrMoA |
3 | 節流組件 | 2Cr13 | 10 | 主螺柱 | 35CrMoA |
4 | 閥芯 | 440C | 11 | 主螺母 | 40Cr |
5 | 套筒 | 2Cr13 | 12 | 閥桿 | 17-4PH |
6 | 閥芯密封圈 | F14 高溫四氟乙烯 | 13 | 填料 | 柔性石墨 |
7 | 閥蓋 | 35鍛鋼 | 14 | 齒形墊 | 0Cr18Ni9 |
閥門零件會根據工況條件變更，以設計文件為準
電動防空化高壓差調節閥閥的驅動方式及管道連接形式
1、傳動方式
產品由閥和直行程電(氣)動執行機構兩大部分組成。
氣動閥：配用ZM或ZS型氣動執行機構，構成氣動防空化高壓差調節閥。
電動閥：配用DKZ-Ⅲ型或3610L型或其它直行程電動執行機構，構成電動防空化高壓差調節閥。
2、與管道連接形式 本產品與管道采用剖口對焊連接和透鏡墊螺紋法蘭兩種連接形式，也可按用戶要求采用其它連接形式。
電動防空化高壓差調節閥主要外形尺寸
電動防空化高壓差調節閥用途
本產品主要用于火力發電鍋爐及石油化工高壓控制系統；
·主給水調節閥
·給水旁路調節閥
·給水再循環調節閥
·減溫水調節閥
·凝結水再循環調節閥
·鍋爐連續排污調節閥
·高壓加熱器疏水及緊急疏水調節閥
·合成氨、合成尿素等高壓差調節閥
電動防空化高壓差調節閥型號編制及說明
本產品型號由兩小節組成，中間以短線連相連，第一節包括四位代號表示產品大類、執行機構、閥的特征及類型。第二節包括兩位代號，表示產品壓力參數和開關方式，具體說明如下：
表4
DN(mm) | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 150 | 200 | 250 | ||
閥體 | L | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | 550 | 750 | 950 | 1150 | ||
L1 | 110 | 135 | 155 | 175 | 200 | 225 | 250 | 350 | 450 | 550 | |||
φ1×b | 22×1 | 27×1 | 34×1 | 42×1 | 52×1.5 | 67×1.5 | 82×1.5 | 103×1.5 | 154×2 | 204×2 | 255×2 | ||
φ2 | M56×3 | M64×3 | M80×3 | M95×3 | M110×4 | M130×4 | M160×4 | M240×4 | M300×4 | M380×4 | |||
直線流量 | H1 | 198 | 260 | 270 | 280 | 320 | 370 | 520 | |||||
H2 | 70 | 90 | 100 | 116 | 130 | 145 | 170 | ||||||
近似等百分比 | H1 | 226 | 295 | 390 | 485 | 610 | |||||||
H2 | 120 | 145 | 225 | 290 | 370 | ||||||||
氣動 | 執行機構 | 型號 | ZMA/B-3 | ZMA/B-4 | ZMA/B-5 | ZMA/B-6 | |||||||
φA | 325 | 410 | 495 | 620 | |||||||||
直線流量 | ZMA型 | 710 | 792 | 988 | 1014 | 1068 | 1241 | 1416 | |||||
ZMB型 | 778 | 860 | 1076 | 1102 | 1156 | 1349 | 1524 | ||||||
近似等百分比 | ZMA型 | 1106 | 1166 | 1623 | 1783 | 1988 | |||||||
ZMB型 | 1214 | 1274 | 1803 | 1963 | 2168 | ||||||||
電動 | 執行機構 | 型號 | DKZ-310 | DKZ-410 | DKZ-510 | ||||||||
A×B | 460×230 | 530×230 | 630×230 | ||||||||||
直線流量特性閥H | 758 | 840 | 940 | 966 | 1020 | 1160 | 1335 | ||||||
近似等百分比 | 1025 | 1085 | 1260 | 1420 | 1625 | ||||||||
■ 調節閥的安裝
1、高壓調節閥的零部件加工、配合都很精密，因此，調節閥安裝前，應徹底清洗管路系統，將污物及焊拉渣排除干凈，以免調節閥運行時發生卡住現象，閥入口前的管路應加設孔尺寸小于2mm過濾網。
2、高壓閥較重、外形尺寸較大，因此，調節閥應直立安裝在接近地面或樓面的地方，在管道標高大于1m時，應盡量設置平臺，以便于調整、檢查和拆卸，使用過程或更換填料時，不能拆卸或松動聯接上法蘭與閥體的主螺母。
3、調節閥安裝時，閥體上箭頭方向應與介質流向一致。
4、如果調節閥的公稱通徑與管道的公稱通徑不同，兩者之間應加漸縮管段。
5、調節閥一般應設置旁通管道，以便于在自控系統發生故障或檢修時可以切換，不致停產。
6、調節閥安裝時，應留足拆卸執行機構護罩的空間，以便配線、調整和檢查。
7、與管道為焊接連接的調節閥，其閥體上的接口與管道對焊，焊接時，建議先用氬弧焊打底(以防焊渣墜入閥和管道內)，然后再進行常規的電(或氣)焊，焊接過程要經多次打磨、多道焊接、并注意保溫，法蘭連接調節閥與管道相連，采用JB2768-2778《Pg160、320kgf/cm2，管件與緊固件》標準制造的法蘭，透鏡墊及緊固件。
8、調節閥和執行機構組裝出廠時，整機已全部調試好，不需要重新調整，但在運輸或安裝過程中不能完全排隊猛烈沖擊或跌落現象，因此，用戶入廠檢查或安裝在管道上之后，需要和調節器(計算機)一起作組合調整，其調整方法和和步驟按說明書和隨機附帶的執行機構使用說明書進行，在試運行或正式運行過程中，如發現閥體與上法蘭處或閥蓋填料泄漏，可分別將閥蓋主螺母或填料壓蓋螺母再擰緊，并采用一個螺母多次擰緊法，如果用力不均，將使閥蓋和填料壓板歪斜，導致閥桿彎曲而影響閥門正常開啟，其次，擰緊程度以不漏為限，不可用力太大，以免損壞機件，同時，填料擰得過緊，還可能使調節閥的調節靈敏度降低，如果發現閥座泄漏量(內漏)過大，超過其標準規定的指標，則可能是閥芯與閥座接觸的機械零位或執行機構的信號零位在運輸或使用過程中發生偏移所致，或者閥芯、閥座有機械損壞，對于前者，可按隨閥附帶的執行機構使用說明書介紹的方法重新調整，如果后者，則需拆卸閥門，將損壞的閥芯、閥座取出并經機械加工、研磨修復或更換。
9、調節閥執行機構的出軸推力在選型時已配好，如果出現推不動的情況，可先檢查控制信號是否受到干擾，是否受到限位機構的限制或閥桿是否彎曲變形發生“卡死”現象等。
■ 調節閥的維修
當調節閥在使用過程中不能滿足要求時，或經長期運轉后，為預防事故發生而作定期檢查時，都必須進行維修，其維修的主要內容為：
1、閥的拆卸
焊接連接閥維修時，通常是將閥連同執行機構一起從工藝管線上用氣割割下來后再進行解體拆卸，維修工作量大，本防空化型高壓差調節閥考慮到便于維修，將包括閥座在內的所有內件作成活絡配合件，因此，閥維修時，只需將閥蓋主螺母卸下，即可將執行機構、閥蓋、法蘭、閥芯組件等吊出，再將套筒、節流組件、閥座依次取出，如閥體內部完好，密封部位未受傷，該閥體可不必從管線上割下，拆卸內件時，必須保護好精密加工件，如閥芯組件、節流組件、閥座、b型密封環閥蓋密封部位，防止其損傷。
2、閥的清洗
拆下的閥內件和閥體(包括在管線上未割下來的閥體)內部應將工藝介質、污物、銹跡等清洗去除干凈 。
3、主要零部件的修理和更換
閥芯、閥座的密封面如有小的損傷，可采用機械加工和研磨方法修理；如果損壞嚴重，則必須更換新件，修理時應保證閥芯、閥座、節流組件等的同軸度，節流組件、閥芯密封圈、b型密封環損壞，只能更換新件。
4、易損件的更換
調節閥的易損件主要是填料、各部位密件。
5、執行機構的維修
執行機構的故障與維修可參照隨閥附帶的電動或氣動執行機構產品使用說明書進行。
■ 調節閥的組裝和調試
調節閥組裝時，在零部件配合部位、導向部位及螺紋部位涂以適當潤滑油脂，并注意執行機構的推桿與閥芯部件及閥座等的同軸度。組裝時填料不必壓得過緊，在試壓過程中，如發現填料處有滲漏，可徐徐擰緊，否則調節閥的動態性能指標——基本誤差、靈敏度難于保證，閥使用時難以投入自動控制操作。
在裝閥和執行機構時，應注意調整閥的機械零位與執行機構信號零位同時到位。
組裝完畢，必須按 GB/T4213-92《氣動調節閥》，GB1069-89《電站調節閥技術條件》，JB/T7378-94《工業過程控制系統用電動控制閥》或者有關企業標準中規定的出廠試驗項目測試合格后方可繼續使用。
■ 保管貯存
調節閥應貯存在空氣溫度為5～40℃，相對濕度不大于90％的室內，空氣中不應含有腐蝕調節閥的有害成份。