多級(jí)降壓調(diào)節(jié)閥的選型、設(shè)計(jì)與計(jì)算

1、多級(jí)降壓調(diào)節(jié)閥的計(jì)算與選型大連亨利測(cè)控儀表工程有限公司于偉關(guān)鍵詞:調(diào)節(jié)閥、流量系數(shù)、降壓級(jí)數(shù)、材料目前隨著石油、化工、冶金、電力工業(yè)的迅速發(fā)展,工藝水平的日漸提高,對(duì)其流體的控制部件調(diào)節(jié)閥的要求也越來越高;尤其在高壓差的場(chǎng)合。為了防止閃蒸、空化,避免汽蝕,增加使用壽命,降低噪音。各大控制閥生產(chǎn)商投入大量的人力、物力研發(fā)多級(jí)降壓高壓調(diào)節(jié)閥并取得相當(dāng)大的進(jìn)展。大連亨利測(cè)控儀表工程有限公司與國(guó)外知名專業(yè)控制閥公司合作研發(fā)并生產(chǎn)了多層籠式、迷宮式多級(jí)降壓調(diào)節(jié)閥,能夠有效防止空化、汽蝕。耐腐蝕、抗沖刷,有較長(zhǎng)使用壽命。為過程控制提供了優(yōu)良的控制閥產(chǎn)品。降壓級(jí)數(shù):多層籠式可達(dá)四級(jí)、迷宮式可達(dá)二十四級(jí)。內(nèi)件

2、見圖一所示,調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)有氣動(dòng)薄膜式、氣缸式和電子式。下面就具體事例將有關(guān)計(jì)算與選型略作介紹。 圖一例一:介質(zhì):水,Qmax=25T/h,P1=1.6Mpa,P2=0.18Mpa,T=21.1,=956Kg/M3液體的飽和蒸汽壓Pv =0.0255Kgf/cm2,調(diào)節(jié)閥流量系數(shù)的計(jì)算P = P1-P2 =1.6-0.18 = 1.42P=F L2(P1-F F Pv-(1式中:F L 閥門的壓力恢復(fù)系數(shù),本例取0.9。F F 液體的臨界壓力比系數(shù);F F = 0.96-0.28 Pv / Pc - (2Pc 熱力學(xué)臨界壓力,水:Pc = 22.5MPa代入(2得:F F =0.96 -0.2

3、8 2.5510-3/22.5 = 0.957P=0.92(1.6-0.9572.5510-3=1.294(MPaP P為阻塞流情況G又Cv = 1.17Q - (3P1-P2GCv = 1.17Q - (4P其中:Q 流量(M3/h , G 比重, P1 進(jìn)口壓力(Kgf/cm2,P2 出口壓力(Kgf/cm2,本例中:Q = 25/0.956 = 26.2 (M3/h , G = 0。956 代入(4中0.956Cv = 1.1726.2 = 8.3312.94選擇額定Cv =11 , 特性為線性。R -m Cv 11開度:K = ,其中:m = = = 1.32(R-1m Cv計(jì)8.33

4、式中:R 可調(diào)比;m 流量系數(shù)放大倍數(shù)50 -1.32K = = 75.3%(50-11.32當(dāng)阻塞流產(chǎn)生時(shí),必然有閃蒸、空化的發(fā)生;閃蒸和空化會(huì)對(duì)閥門造成一定程度的損壞,降低使用壽命。為了防止空化的產(chǎn)生,控制噪聲,單獨(dú)改變沖刷面的材料已無法滿足要求。只有控制縮流面處的壓力Pvc,使其保持不低于液體的飽和蒸氣壓Pv,對(duì)于壓差較大的場(chǎng)合,可通過多級(jí)降壓,確保介質(zhì)通過每一降壓段時(shí)的壓力不小于液體的飽和蒸氣壓。閃蒸和空化出現(xiàn)的先決條件是阻塞流的產(chǎn)生。這時(shí)調(diào)節(jié)閥兩端壓差即為阻塞流壓差(P當(dāng)PP時(shí),即可避免閃蒸和汽蝕的發(fā)生。采用多級(jí)降壓時(shí)每一級(jí)降壓的實(shí)際壓差P均應(yīng)小于阻塞流壓差P。調(diào)節(jié)閥的降壓級(jí)數(shù)的確定

5、:根據(jù)多級(jí)節(jié)流的原理,每一級(jí)的壓降按幾何級(jí)數(shù)遞減.即:P=P1+P2+P3+P4+-+P n+1- (5P =P1+P1/2+P1/22+P1/23-+P/2n - (6本例中:由于PP,且P2Pv,所以不采用降壓措施將產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象。為了避免汽蝕的產(chǎn)生,應(yīng)采取降壓措施。初定為二級(jí)降壓。P = P1 + P21.42 = P1 + P1/2解之得:P1 = 0.947, P2 = 1.42 -0.947 = 0.473根據(jù)式(1得:P1=0.92(1.6-0.9572.5510-3=1.294(MPaP2=0.92(0.653-0.9572.5510-3=0.527(MPa由于P1P1, P2P

6、1, P2P2即出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象,可繼續(xù)增加降壓級(jí)數(shù)。例二:介質(zhì):水,T =60,= 988 Kg/M3,Pv = 0.2031Kgf/cm2,P1 =10.2MPa,P2 =0.15MPa F L = 0.8,Pc = 226,Q =18 M3/HP =10.2 -0.15 = 10.05P1= 0.82 (10.2 -0.9520.3110-3 = 6.52 MPaPP0.988Cv = 1.1718= 2.616.52PP出現(xiàn)閃蒸、空化情況,必須采用多級(jí)降壓調(diào)節(jié)閥,經(jīng)驗(yàn)算二、四級(jí)降壓不能滿足要求,所以采用六級(jí)降壓。P1 = 5.1 P=6.52 (MPaP2 = 2.55P2=3.12 (MPa、P6 = 0.16P6=1.61 (MPa每級(jí)P均小于F L2(P1-F F Pv不會(huì)出現(xiàn)閃蒸、空化情況,所以該設(shè)計(jì)是合理的。選用特性為線性,Cv =3.5 六級(jí)降壓迷宮式(盤片式多級(jí)降壓調(diào)節(jié)閥即可.執(zhí)行機(jī)構(gòu)可按樣本選用滿足壓差要求就可以了。材料的選擇:閥部件名稱材料溫度閥體、閥蓋WCB -29425WC6、WC9 -29595CF8、-254600CF8M、CF3M閥芯440B、A182-F11-29595304、316堆焊