水泵zui小德國(guó)哈威HAWE流量閥選型推薦
就電動(dòng)給水泵而論，正常運(yùn)行時(shí)，給水泵流量不允許低于160 m3/h。為了保證給水泵在給水流量小于160 m3/h時(shí)也能安全運(yùn)行，設(shè)置了一套再循環(huán)系統(tǒng)，由zui小流量閥控制。zui小流量閥設(shè)計(jì)選型為FCU80-180/260型電動(dòng)節(jié)流控制閥，由國(guó)內(nèi)某公司研制。該鍋爐給水泵zui小流量閥的主要作用是：當(dāng)給水泵流量小于一定值時(shí)，保證給水泵再循環(huán)及時(shí)打開(kāi)，防止給水泵內(nèi)部由于局部過(guò)熱汽化產(chǎn)生汽蝕。投運(yùn)以來(lái)，zui小流量閥存在壽命短、漏流量大的問(wèn)題。
1 zui小流量閥壽命短、漏流量大的原因
湛江電廠1號(hào)機(jī)組的這套zui小流量控制裝置由5部分組成，主要包括堵轉(zhuǎn)力矩電機(jī)、齒輪減速箱、杠桿彈簧傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、節(jié)流控制閥和控制系統(tǒng)。該裝置存在的主要問(wèn)題是：zui小流量閥及閥內(nèi)件(圖1)使用壽命太短，運(yùn)行中漏流量太大。該閥在運(yùn)行中，長(zhǎng)期處于漏流狀態(tài)，閥芯與閥座腐蝕很快，閥體經(jīng)常外漏。把損壞的zui小流量閥進(jìn)行解體，發(fā)現(xiàn)閥體受到嚴(yán)重沖刷腐蝕，節(jié)流件在閥體內(nèi)的密封面和定位面被沖壞，給水在節(jié)流件外短路，使節(jié)流件失去節(jié)流作用。
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圖1 FCU閥體內(nèi)部結(jié)構(gòu)
分析認(rèn)為，造成zui小流量閥壽命短、漏流量大的主要原因是：
a)zui小流量閥的閥內(nèi)節(jié)流組件由兩部分組成，即三節(jié)合一的節(jié)流閥座和節(jié)流孔軸，兩部分間由柔性石墨盤(pán)根連接和密封。由于當(dāng)閥座上部密封面發(fā)生汽蝕損壞后，隨著腐蝕加重，閥座將失去定位，閥座在閥內(nèi)松動(dòng)，造成連接密封盤(pán)根松動(dòng)和泄漏，柔性石墨盤(pán)根在高壓水的作用下，很快被給水沖掉，閥座等節(jié)流件失去固定，給水在節(jié)流件外短路，造成zui小流量閥大量泄漏無(wú)法控制。同時(shí)閥體受到短路高壓水的沖刷，閥體內(nèi)表面被沖壞，由于閥體腔深尺寸小，無(wú)法焊補(bǔ)修復(fù)，隨著時(shí)間的推移，閥體減薄，造成外漏流量大。
b)zui小流量閥的工作介質(zhì)為高壓給水，閥體工作在大壓差的節(jié)流環(huán)境下，工作條件惡劣，易汽蝕沖刷，對(duì)閥門(mén)部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料要求較高。在設(shè)計(jì)上要同時(shí)兼顧處理*壓降、閃蒸，防止汽蝕，降低沖刷和嘈音等問(wèn)題比較困難。
c)由于該閥是下進(jìn)上出結(jié)構(gòu)，閥芯和閥座的密封面位于節(jié)流的末端，處于zui易產(chǎn)生汽蝕的部位，工作條件zui差。該閥的閥座與閥芯采用剛性密封，由于閥芯靠盤(pán)根導(dǎo)向，自動(dòng)對(duì)中能力較差。當(dāng)閥桿受力不均發(fā)生輕微偏移，密封面局部研磨不好或閥座安裝不同心，造成閥門(mén)在關(guān)閉狀態(tài)下，密封面局部發(fā)生微漏。開(kāi)始時(shí)因泄漏量較小，節(jié)流孔通流面積相對(duì)泄漏間隙大得多，節(jié)流孔基本無(wú)節(jié)流作用，整個(gè)節(jié)流壓差幾乎全部作用在密封面上，使得此處流體的流速很大。從流體力學(xué)中的伯努利方程得知，流體在節(jié)流的縮徑處?kù)o壓達(dá)到zui低。當(dāng)靜壓低于給水溫度的飽和壓力時(shí)，給水汽化，產(chǎn)生汽蝕，密封面受到破壞。因此，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅使閥座(密封面)受到高壓水的沖刷，而且還受到汽蝕的破壞，使泄漏越來(lái)越大，閥座很快損壞。
綜上所述，F(xiàn)CUzui小流量閥在設(shè)計(jì)上有嚴(yán)重缺陷，而造成設(shè)置鍋爐給水泵zui小流量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)意圖很難實(shí)現(xiàn)。
2 DRAG再循環(huán)閥
國(guó)外有一種新型的再循環(huán)閥，由CCI制造，稱為“DRAG鍋爐給水泵再循環(huán)閥”。筆者在此作一介紹。
2.1 控制介質(zhì)流速的設(shè)計(jì)
2.1.1 迷宮盤(pán)片層疊式設(shè)計(jì)
該閥為迷宮盤(pán)片層疊式閥門(mén)，具有特殊、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的盤(pán)片，閥體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。它利用多個(gè)盤(pán)片上的少通道、多級(jí)90度拐彎進(jìn)行續(xù)步降壓，每一個(gè)盤(pán)片通道都固定在閥芯內(nèi)，無(wú)論閥門(mén)開(kāi)度多少，高壓給水通過(guò)每個(gè)通道都是限制在30 m/s以下。
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圖2 DRAG型角型閥體
2.1.2 閥塞與閥芯間隙的流量速度控制
a)迷宮盤(pán)片交替式層疊，下層盤(pán)片出口給水把上層向下流動(dòng)介質(zhì)速度相互降低，見(jiàn)圖3。
b)每一盤(pán)片內(nèi)圓周出口處都有堰，使四周壓力平均，下層盤(pán)片出口給水不會(huì)把介質(zhì)直接沖擊在閥座上，如圖3、圖4。
c)為了避免在低流量(低閥門(mén)開(kāi)度)時(shí)產(chǎn)生線切割現(xiàn)象，損壞閥座及閥塞，執(zhí)行器裝備一套快關(guān)控制裝置，當(dāng)開(kāi)度低于10%時(shí)馬上把閥門(mén)迅速關(guān)緊。
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圖3 層疊布置盤(pán)片
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圖4 迷宮式盤(pán)片
2.2 加壓閥座設(shè)計(jì)
a)在關(guān)閥時(shí)，閥塞上的壓力平衡通道給堵塞，而閥蓋有小通道讓閥前壓力貫通閥塞上腔，大大增加金屬閥塞在閥座上的力量，再加上原來(lái)的執(zhí)行器力量，便把閥門(mén)關(guān)得很嚴(yán)密。
b)當(dāng)閥桿往上升，打開(kāi)閥塞上的平衡通道，它便變成平衡式，根據(jù)信號(hào)要求調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度。
c)閥座及閥塞接合面之間有3°表面角度差，關(guān)閉時(shí)，二者為線接觸，把閥門(mén)關(guān)得更加嚴(yán)密，見(jiàn)圖5。
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圖5 閥塞與閥座在關(guān)閉時(shí)為線接觸
3 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)分析比較，筆者認(rèn)為在鍋爐給水泵zui小流量閥的選型上，如選用迷宮盤(pán)片層疊式閥門(mén)，能克服FCU型zui小流量閥的不足，真正很好地實(shí)現(xiàn)鍋爐給水泵zui小流量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)意圖。
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