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控制閥在苛刻狀況下的選擇應(yīng)用

更新時(shí)間:2013-05-31瀏覽:2242次

 

工業(yè)過(guò)程以生產(chǎn)自動(dòng)化作為其*性的標(biāo)志,過(guò)程控制技術(shù)隨工業(yè)發(fā)展而日新月異。在控制回路中,終端控制元件(控制閥、執(zhí)行裝置)直接與被控流體接觸并進(jìn)行調(diào)節(jié),決定著控制是否及時(shí)有效和過(guò)程安全,是zui關(guān)鍵的,又是相對(duì)技術(shù)薄弱的環(huán)節(jié)。在石化、化工裝置中,生產(chǎn)過(guò)程大部分操作條件都是在高溫、高壓下進(jìn)行,且易燃易爆??量坦r就是指這種生產(chǎn)過(guò)程為長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在高溫、高壓差、兩相流等操作條件下。在此工況下,極易產(chǎn)生大能量沖擊、振動(dòng)、空化氣蝕和高噪聲,普通的控制閥無(wú)法承受沖刷而導(dǎo)致閥內(nèi)件損壞。為使控制閥能夠在苛刻工況下安全可靠運(yùn)行,必須選用優(yōu)化設(shè)計(jì)的新型控制閥和選擇降壓減噪新技術(shù),以及維護(hù)預(yù)測(cè)、提高控制閥生命周期。
生產(chǎn)過(guò)程的工藝條件是控制閥選擇時(shí)主要考慮的問(wèn)題,對(duì)于特殊的苛刻工況如何應(yīng)對(duì),應(yīng)該綜合控制閥的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、性能、選材等方面,以適用為主、整體優(yōu)化,再結(jié)合成熟的計(jì)算軟件(如CONVAL控制閥軟件)進(jìn)行計(jì)算選型和預(yù)估分析。

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防止空化氣蝕
由于控制閥本身是管路節(jié)流元件,在其內(nèi)部流動(dòng)的液體介質(zhì),由于節(jié)流原因常常出現(xiàn)閃蒸和空化現(xiàn)象,苛刻工況下的高壓差場(chǎng)合更為嚴(yán)重。閃蒸和空化的發(fā)生既影響控制閥口徑的選擇和計(jì)算,更是能導(dǎo)致嚴(yán)重的噪聲、振動(dòng)及氣蝕對(duì)材料的破壞等等,直接影響使用。在流體通過(guò)控制閥閥芯閥座形成的節(jié)流端面時(shí),流速突然急劇增加而靜壓力驟然下降,若節(jié)流端面后的壓力驟然降到介質(zhì)飽和蒸汽壓及以下,將產(chǎn)生閃蒸,對(duì)閥內(nèi)件有侵蝕作用。當(dāng)節(jié)流后的壓力又回復(fù)到飽和蒸汽壓之上時(shí),空化形成的氣蝕有極大的沖擊力,可高達(dá)幾千牛頓,嚴(yán)重地沖撞和破壞閥芯閥座和閥體,有如猛烈噴沙的效果,即使高硬度的合金也只能承受很短時(shí)間。對(duì)此情況,控制閥的選擇要考慮壓差(流速)、材料和結(jié)構(gòu),并采取特殊設(shè)計(jì)和措施。
1)考慮壓差,不能使控制閥前后壓差過(guò)大,不使zui小節(jié)流端面的壓力下降到流體的飽和蒸汽壓以下,應(yīng)當(dāng)使閥上壓差pmax<2.5MPa和控制流速(可增加控制閥及管路的流通面積,減小流速)。
2)考慮材料,選用抗蝕能力強(qiáng)的金屬材料,如選1Cr18Ni9Ti不銹鋼閥芯閥座基體用Site(鈷鉻鎢合金)或碳化鎢對(duì)密封面進(jìn)行硬化處理。
3)考慮控制閥結(jié)構(gòu),選用特殊設(shè)計(jì)的抗空化氣蝕的閥內(nèi)件,以避免氣蝕的破壞作用。使流體在通過(guò)閥芯閥座時(shí)每一點(diǎn)的壓力都高于該溫度下的飽和蒸汽壓,或采用多級(jí)降壓減噪處理。選擇在閥芯閥座流出處加減噪器的措施,使液體本身相互沖撞呈高度紊流而減少氣泡(閃蒸現(xiàn)象)的產(chǎn)生。1為德國(guó)某廠家的抗空化氣蝕的閥內(nèi)件AC Trim.

 

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