汽包给水系统调节阀选型失误分析

2000年第5期 阀 门 一 23一 文章编号 ：1002 5855 {2000)05—0023—03 a 一 汽 包 给 水 系 统 调 节 阀 选 型 失 误 分 析 查曼苎 昆明有色冶金设计研究院．云南 昆明 650051) 摘要 调 节阀连型时不进行最大允许差压值验算可能造成调节阀泄漏，本文介绍 7 这方 面选 型失误 的实例 和设计应注意 的事项。 关镥词 ；墨查苎 苎 竺；设计 型 I6水哥【屯． ， 中图分娄号 ：TM621．7 文献标识码 ：B ， Option error anylysis of control valves in water supply system of boiler FANG Yuan—bai (Kunming Non-Fe~ToUS Metallurgy De*ign＆ Reeearch Ittstitute．Kunming 650051，Chim) Abstract： Option ~xmtm[valves~eeds to checklng com putat{on． otherwise control valve probably leaked． The actual examples of option en'or and the keypoint of design are present— ed． Key words：control valve；max permissible diffferential pressure；des n option 1 概述 调节阀是控制系统中的一个重要装置．正 确选择调节阀是保证系统稳定和正常运行的关 键 。调节阀选型条件通常包括结构、材质、流 量特性、 口径及最大允许差压值等几个方面。 1．1 结构形式及材质选择 调节阀有单座阀、双座阀、套筒阀、角形 阀、三通阀、隔膜阀、蝶阀、球阀和偏心旋转 阀等产品，用户应根据所调介质的特性和工艺 条件选择调节阀结构形式及材质。 1．2 流量特性选择 调节阀流量特性是指相对行程与相对流量 的关系，通常有直线特性 、等百分比特性和快 开特性，需根据工艺对象的特点选择。 1．3 口径计算 根据工艺过程条件计算出调节阀的流通能 力 c．然后根据对应结构形式的流通能力 c 值表选择调节阀口径 。 1．4 最大允许差压值验算 最大允许差压值验算有两种方式，一是根 据所选执行机构的推力看最大允许差压值是否 合乎要求。二是根据最大允许差压值选定台适 的执行机构。 人们选择调节阀时，常常只进行前三项工 作，而忽略了后一项工作。在大多数流体压力 不高的情况下，不作该项验算也不影响调节阀 的正常工作 。但对一般工业锅炉 (蒸汽压力为 1．3～3．9MPa或更 高 )给 水调 节系统 来说， 不作验算就可能造成阀门关闭不到位，从而影 响控制系统的投运 。由于没有最大允许差压值 作者筒介：方原柏 (1942 ) 男．嘲北黄冈人．教授级高级工程师．从事检测仪表和控错系统的研究。 维普资讯 http://www.cqvip.com VALVE DESIGN QQ：40444436 VALVE DESIGN QQ群号：40444436 阀 九 2000年第5期 这个概念．当问题出现时人们往往弄不清楚原 因．认为是产品的质量问题，导致故障长期得 不到解决。 2 最大允许差压值 表 1中列 出工业锅炉常用给水调节阀的最 大允许差压值。 亵 1 几种调节闫量大允许差压值 MPa 调节 鹈口径，rm 调节阎名称 型 号 执行机构 25 32 40 50 65 80 IG0 气动薄膜单座 ZMAP 0．78 0．54 0 49 0．29 0．29 0．20 0．12 气动薄膜职座 ZMAN 5．3 4．3 4．8 3 7 4．6 3 5 2 7 I 5 7 5．0 5 0 4 9 3．6 2 8 气动薄膜套筒 Ⅱ 0．6 0．33 0．33 0 27 0 l6 0．11 电动单座 删 1 75 1．07 0．63 0．4l 1．83 1．2l 0．77 DI 3300A 4．32 2．64 1．69 1．08 D 4400A 4．05 2．59 1．54 1．毗 0．65 361I S 20 3 44 2．1 1．49 0．86 电动单座 K}rrS 3611~A-50 3．38 2 l6 l 28 0 84 0 54 RS 4 6．88 4．2 2 98 1．72 RS_l0 6 76 4．32 2 56 1．68 1．08 电动取座 ( 6 4 6．4 6 4 5．19 6．4 l 6．4 6 4 I 6，4 6．4 6 4 6．4 6 4 6 4 电动套筒 Ⅲ( Ⅱ 1．08 0．41 1 0．41 l 62 0 96 0．66 DK 33∞ A 4．58 2．8 DKZ-4400A 10．0 6 72 4 76 2．75 l 73 DKZ-4500A 1．73 1 i 22 ． 0 68 DK 5600A 3 26 1．83 361 20 3 67 2．24 电动笼式套筒 KHSc 361l 50 9．17 5．6 3．96 2．29 1 44 1 02 - 0．s7 361LSA-99 4．02 2．26 l 4 7 34 4 48 RS_10 i0 0 i0．0 1 93 4 58 2．88 2 04 0．鹋 RS_20 l 4 02 2 26 射挂 ：l I-最示 AA、BA、CD套 筒 、闼基 组台 。 Ⅱ．表示 Dc、CC、DD、CD套筒 、阔塞组台。 2．表 中 KHTS、KHSC为 日本山武公司的产品。 分析表 1．可得到以下几个结论： A)阀门的最大允许磬压值与阀门的结构 形式、口径、执行器动力 (电动、气动)和执 行器的推力有关 。 B)单座调节 阀的最大允许差压值低，通 常不能满足工业锅炉给水调节系统的要求。双 座调节阀通常可以满足工业锅炉给水调节系统 的要求。电动套筒调节阀的两类套筒与阀塞的 组合最大允许差压值差别非常大，Ⅱ类套简与 阀塞组合的电动套简调节阀最大允许差压值很 低，甚至低于普通的单座调节阀。 I类套筒与 阀塞组合的电动套筒调节阀最大允许差压值很 高 ，比对应的双座调节 阀还要高，设计选用时 要注意。对工业锅炉给水调节系统来说，应尽 量选用双座调节阀或 I类套筒与阀塞组合的套 筒调节阀。 C)气动调节 阀因膜头尺寸限制，最大允 许差压值低于同 口径 的电动调节阀。单就气动 调节阀本身来说，随口径的增大，最大允许差 压值反 向减少。 D)电动调节阀中．最大允许差压值除取 决于阀门的结构形式 (单座、双座、套筒 I类 和套筒 Ⅱ类 )外，还取决于执行机构的型号和 推力。如 KHT$型 电动单座调节阀的执行机 构有国产 DKZ、中 日合资 361 LSA、德国哈 特曼·布朗公司 RS三种选择，而每个制造厂 维普资讯 http://www.cqvip.com VALVE DESIGN QQ：40444436 VALVE DESIGN QQ群号：40444436 2000年第5期 阀 门 一 25一 的执行机构又有多种不同推力的选择。当生产 过程最大允许差压值稍低于表 1的某一允许值 时，除改选另一种结构形式的阀门外，还有一 种选择是尝试选用推力较大的执行机构。 E)同类结构同一 f-1径 的调节阀门，选用 推力相同的执行机构．但如果制造厂不同，最 大允许差压值也有差别．验算时可查阅有关制 造厂的样本。 3 选型失误实例 3．1 某炭素厂煅烧窑废热锅炉汽包水位调节 回路圆电动调节阀关闭不到位而未设 自动。该 阀是 ZAP 6．4 DN 50的电动单座调节阀，电 动执行器的推力为 2．5kN (对 DN 50的电动 单座调节阀来说．这是推力较大的一种)。经 过现场分析证实，问题 出在电动单座调节阀的 最大允许差噩值达不到使用要求 (该现场给水 泵 出 口 压 力 4．0MPa． 汽 包 工 作 压 力 2．5MPa)。由调节 阀的产品样本 可知。对应 DN50的电动单座调节阀，执行器可选 0．4或 2．5kN两档推力，其最大 允许差 压值分别为 0．15MPa和 O．94MPa，低于 正常工作时的最 大差压值 (约 1．5MPa)。该厂将电动单座调 节阀改为电动双座调节阀，其最大允许差压值 提高到 11．9MPa．这大太高于给水系统可能 出现的最大差压，满足 了使用工况要求，水位 调节回路自动控制正常。这个倒子说明在 自动 控制回路的调节阀选型时，必须进行最大允许 差压值验算．以保证阀门正常工作。 3．2 某厂 35t／h工业锅炉的过热蒸汽温度采 用手动控制，设计选用 ZAP一6．4 DN50的 电 ‘ 。 ～ ‘ ^ ‘。 - 。～ 。 。‘ 产品广告 — I一 一 。 ⋯ _ 、 - ‘ 动单座调节阀．现场运行时阀门关闭不严 原 设计图纸中．该调节阀未作任何计算 (包括流 通能 力 等 )。该 电 动 单 座 调节 阀 的推 力 为 6．4kN，最大允许差压值为 1．4MPa，低于锅 炉正 常工 作 时 的最 大差 压 值 (给 水 泵 压 力 6．0MPa．锅 炉 汽 包 压 力 3．9MPa， △P≈ 2．1MPa)，由此造成阀门泄漏量大。将原给水 球阀配 电动角行程执行器．解决了这一问题。 此例说 明即使是手动调节阀，在设计选型时也 应进行最大允许差压值验算。 3．3 某煤矿煤矸石发电厂的 35t／h锅炉给水 系统 自动调节 阀设计选用 ZKZP 6．4DN65的 电动单座调节阀。锅炉升温期问给水调节阀关 闭不严．泄漏量很大，正常运行时稍好。该型 号调节 阀的最大 允许差 压值仅 为 1．83MPa， 虽然 与 正常 工 作 时调 节 阀 的前 后 差 压 (约 2．1MPa)相差不大．此时稍有泄漏，但在锅 炉升温阶段，调节阀的前后差压非常大 (因汽 包压 力 为 0， 故 最 大 差 压 值 可 能 达 到 6．0MPa)．所以出现泄漏量大的问题。此倒说 明作最大允许差压值验算时，不仅仅要考虑正 常工作状态下的最大允许差压值，也要考虑非 正常工作状态下的最大允许差压值。 4 结语 · 在工业锅炉给水调节系统选择调 节阀时． 应作最大允许差压值验算。在中高噩差条件下 选择调节阀．更应对此问题予以足够的重视。 考 文 献 谓节栩及 辅助装置造型样 本 [z) 温 州 市 厦 海 目 订 五 厂 生产闸阐、截止阎一 回阀和电动阀荨闽类，公释通径为 DN150--500mm，主要用于油田、 石化、电站、冶盘和化工等各行业。本厂在温州经济发达的瓯海之滨．位于著各 的风景 区天柱 山 脚下。本厂欢迎各要朋友光临惠厩．参观指导。 厂址：甄海沙城北工业区 邮编 ：325025 厂长：项有可 电话：(0577)6810355 参 厂 十 仪 庆 粥 鸯 维普资讯 http://www.cqvip.com VALVE DESIGN QQ：40444436 VALVE DESIGN QQ群号：40444436