孔板式调节阀原理及阀门整体设计

孔板式阀门的先进技能，可成功地处理一般操控阀门所遇到的比如汽蚀、高噪音、颤抖等问题，现在相同广泛运用在电厂锅炉I、Ⅱ级减温水、给水泵最小流量阀、锅炉主给水门以及其他流量操控中。它能供给比较准确的流量操控，依照用户的不同需求，可规划成不同的流量特性，具有稳重的封闭特性，能保证工厂安全、稳定地作业，跋涉功率并延伸修补周期。

孔板式系列调度阀门是专门针对客户的不同要求而规划的，经过对介质流速的操控而完全消除了汽蚀、噪音、腐蚀及振荡问题，修补方便当，可很方便地替换阀芯。

孔板式系列调度阀门的阀芯具有耐久的运用寿数。当然要得到很好的运用寿数的关键在于正确的设备及在运用中的恰当维护。

1 原理

孔板式系列调度阀门的抗汽蚀规划是运用孔板式芯包多级降压的原理，经过强制介质流经芯包孔板上的许多小孔通道使流速得到完全的操控，抵达逐级降压的意图。不论压降大小，这些小孔的阻力使得介质流速流出芯包的速度收到绑缚。经过多级降压，使介质的压力一向维持在介质的汽化压力PV之上，然后避免了气蚀现象，消除了不安全要素，如图1所示。

孔板式芯包包含很多孔板片，经过机加工构成许多小孔通道，每个通道能经过定量介质。介质流过小孔时发生很大的阻力，发生压降。

依据电厂各种机组不同的参数，经过准确的核算，选定不同孔板片数和孔板片上不同的小空数以及小孔的不同直径，使得流经孔板式芯包的介质压降抵达电厂不同场合的需求。并且能使每一级压降一向坚持在汽化压力之上，然后抵达抗汽蚀的要求。

孔板式系列阀门运用机加工技能制造孔板片，孔板片再用焊接的办法组合为全体芯包(图2)。

因为每一片孔板片的小孔数及小孔直径都是依据用户供给的参数进行规划，并且孔板片的厚度能够规划得很薄，所以芯包就能够依据用户的特别要求规划以供给精准的流量操控。依据阀门的运用场合及用户的要求，调度阀的流量特性曲线可被规划为不同办法，包含线性、等百分比、批改等百分比以及其他特别曲线。

在电厂中的介质基本上都是流体介质(首要是水)，因此孔板式阀门一般选用流开型结构。当选用流开型时，介质首先进人阀体，经过阀座、阀芯，经过芯包、导流罩，最后由阀体流出(图3)。 阀门流向由标在阀体上的标牌所指示。

2 结构特征

孔板式系列调度阀门由下列几个首要组件构成：阀体、包含孔板式芯包在内的内件、导流罩、阀盖组件、阀芯、阀座组件。执行机构用螺牷经过联接支架固定在阀盖上。

孔板式系列阀门的悉数零件具有快速替换和长寿数特性。阀座不选用螺栓或焊接，拆开便当。阀盖的密封办法、内部组件的类型及密封的选择都契合运用场合及工况条件要求。阀盖及阀体之间的密封选用金属环绕垫，它由多层不锈钢及石墨制成。胀大石墨具有很好的密封功用。不锈钢支撑石墨并供给温度改动所需的弹力。

2.1 阀芯组件及阀芯密封规划

平衡式阀芯：平衡式阀芯可减少对执行器执行力要求，在阀芯上钻有对称孔。在阀芯上部装有开口向上的平衡密封圈用来隔绝出口与进口之间的压力。在阀芯上的对称孔平衡了阀芯上下的压力，使得对提升力要求大大下降。然后可下降执行机构的转矩，减少执行机构的体积和分量。

在中、低温工况中，平衡密封圈由填充聚四氟乙烯制成。在高温工况下，运用石墨材料。

2.2 变阻特性

孔板式系列阀门在小开度的憎况下，因为介质需流经整个芯包，因此能抵达高压降、小流量的要求而不会发生汽蚀。跟着阀门开度的增加，介质流经孔板片的数目逐步减少，此刻阻力也逐步减少，假定阀门开度跨过芯包的髙度后，介质就完全从导流罩流过，阻力能够十分小，因此可抵达大流量的要求，然后减少给水泵的能量的耗费。

2.3 低噪音特性

孔板式系列調节阀由多个节约孔板片按必定的规划规矩彼此交织办法摆放叠合而成，介质从节约孔板的下部向上活动，因为多个孔板的分段降压，避免了汽蚀的发生，另一方面，节约孔板自身就是一个绝好的消音器，因此孔板式调度阀门具有低噪音的特性。

归纳孔板式调度阀门有如下特征：

(1)低嘈声、抗汽蚀、可承受高压差;

(2)多层孔板片逐级降压，绑缚介质流速， 坚持介质压力一向在汽化压力之上;

(3)变阻特性：介质轴向活动，阀门开度增大，节约阻力下降;

(4)节约孔板交织摆放，无调度死区;

(5)平衡阀芯，可减少执行机构的驱动力矩;

(6)阀芯、阀座选用不同的角度，线接触密封，封闭功用好;

(7)密封面堆焊硬质合金，耐冲烛性好;

(8)导流罩避免介质对阀体的冲刷;

(9)流量特性：线性、等百分比、用户要求。

3 用途

孔板式系列阀门可依据用户的不同要求规划不同的特性曲线。它可供给等百分比、批改等百分比以及用户特别需求的特性曲线。运用于电厂的主给水调度阀、旁路阀、再循环阀、减温水调度阀、锅炉连续排污阀以及其他高压差流量调度场合。

当运用于给水调度阀及减温水调度阀时，在小开度时具有高压降、小流量的特性，可避免汽蚀的发生，在需求大流量、低压降的工况下，介质直接从导流罩流过而不经过孔板式芯包。当运用于再循环阀场合时，因为阀门前后压差极高，因此介质有必要从孔板式芯包流过，以抵达高压降的意图。流量特性曲线如图4。 4 TL967Y(K)- 25/50型孔板式再循环阀门全体规划核算

4.1 具体要求

运用于电厂125MW机组及以下锅炉给水泵再循环体系，能承受较大压差。

4.2 技能参数

公称压力：25Mpa;

公称通经：50mm;

进口压力：-18Mpa;

出口压力：0.61Mpa;

作业温度：≤240℃;

流量系数：1020(英制)

作业介质：锅炉给水;

特性曲线：线性或其它;

执行机构：电动或气动;

阀门启闭全行程：56mm;

进、出口联接办法：法兰联接或对口缝焊接。

4.3 阀门全体结构规划

4.3.1 阀门结构规划

(1)阀门的流道选用直角式(下进上出)，见图5。

(2)阀门本体的进出口管径为50mm。

(3)阀体选用25号钢。

4.3.2 阀体壁厚核算

照厚壁容器公式核算如式(1)所示。

(阀门规划手册P359公式4-4)

S=(KO-1)+C (1)

式中C-附加裕量;

KO-阀体与内径之比，按式(2)核算。

KO= (2)

阀体选用25号钢，查表核算得：

KO=1.3代入公式(1)得：

S=24.5mm取阀体壁厚S=30 mm

4.3.3 阀盖规划

参照平板阀盖核算公式(阀门规划手册P391公式4-59)如式(3)所。

δP=DC (3)

经过核算得：

δP≈53.7mm

取阀盖厚度δP=60mm

4.3.4 阀盖螺栓规划

受压直径Φ130mm，螺栓只数n=8材料选用35CrMo高强度合金钢作用在每个螺栓上的负荷Pn由阀门规划手册P379公式4-32如式(4)所示。

Pn= (4)

式中df-受压面积;

m-垫片系数;

A-通道截面积

得Pn≈82260N

螺栓材料选用35CrMo钢，其[σ]=220Mpa，由公式(4)≤得出螺栓直径d≥22mm，选用M242螺栓8只，组织见图6。

4.3.5 阀杆直径规划核算

(1)阀杆直径D假定D=18mm;

(2)环状密封圈选用胀大石墨密封圈Φ34Φ188;

其摩擦系数μs=0.15，ds=34mm。

先求电动执行机构所需最大输出力F=F1+F2

F1为μd不平衡力+μp阀杆部分摩擦力;

F2为完全封闭的执行机构对阀座的压紧力。

μd=π·ds·L·p·μs=21971N

μp=16001N

F1=μd+μp=37972N

F2=π·dg·bm·p=3847N

∴F=41819N

阀体材料选用1Cr17Ni2

σb=1080 Mpa

ηb=4.25

fc=1080/4.25=254.1 Mpa

d≤=14.5cm<18mm

故阀杆选用直径18mm规划合理。

4.3.6 调度段和减压段孔板的规划核算

节约孔板估计12片，即12层;16层为流量调度段，712层为减压段。

(1)流量公式的树立。

流量公式如式(5)所示。

Q=μ·F·ν=μ·F· (5)

μ=0.60.8(取0.8);180℃水的γ值≈0.9(现假定常温水≈1)

核算出Q=0.04032·F· (6)

(2)再循环流量。

依据125MW机组再循环流量一般为120t/h，先求减压段总面积F值，如式(7)。

Q再=0.04032ΣF× (7)

ΔP=17.4Mpa

核算出ΣF应为224mm2

依据核算出的减压段总面积，制造减压段孔板片图纸(如图7)。

校核减压段总面积F值如式(8)。

(8)

ΣF=269.2mm2满足要求

(3)调度段流量核算

Q1-12=0.04032ΣF1×=24.7t/h

Q2-12=0.04032ΣF2×=42.9t/h

Q3-12=0.04032ΣF3×=71t/h

Q4-12=0.04032ΣF4×=94.3t/h

Q5-12=0.04032ΣF5×=116t/h

Q6-12=0.04032ΣF6×=131.7t/h

Q7-12=0.04032ΣF7×=144.3t/h

4.3.7 流量系数Cv值的核算

Cv如式(9)所示。

Cv=1.17×Q再×≈13 (9)

4.3.8 电动执行机构操作轉矩核算

操作转矩核算如式(10)所示。

操作转矩=ΣF阀杆系数 (10)

Tr3212(P6)LH阀杆系数査表(DZ系列阀门规划手册P16)得以下数值。

阀杆系数=0.00308;

即操作转矩=128.8N ·m