灑水降溫調(diào)節(jié)閥門組裝在加熱爐降溫系統(tǒng)軟件中，根據(jù)更改節(jié)流閥位置總面積調(diào)整噴水量，操縱蒸汽溫度，確保加熱爐正常運(yùn)轉(zhuǎn)。為進(jìn)一步了解調(diào)節(jié)閥門的特性，我企業(yè)學(xué)習(xí)借鑒海外的成功經(jīng)驗，創(chuàng)建實驗臺，對調(diào)節(jié)閥門的流量特性、商品流通工作能力、臨界壓差和流量系數(shù)等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)開展精準(zhǔn)的實驗，為調(diào)節(jié)閥門設(shè)計方案帶來了重要環(huán)節(jié)。
1 實驗樣品及試驗方法
實驗樣品為DN32；PN25和DN20；PN25二種灑水降溫調(diào)節(jié)閥門。DN32；PN25灑水調(diào)節(jié)閥門為閘平板式，調(diào)整特點是平行線。DN20；PN25灑水調(diào)節(jié)閥門為柱塞泵式，調(diào)整特點是雙曲線。
依照國外ASME、英國BS4740、國際電工研究會IEC的實驗規(guī)定與辦法開展實驗。選用二種閘閥對比試驗的方式。實驗情況下各類數(shù)據(jù)信息精確測量三次，取其均值做為測算根據(jù)。實驗物質(zhì)為5~40℃的過濾水。
2 實驗新項目、結(jié)論與剖析
2.1 實驗新項目
開展流量特性、商品流通工作能力、臨界壓差和流量系數(shù)實驗。
2.2 實驗結(jié)論
2.2.1 針對DN32；PN25閘平板式調(diào)節(jié)閥門，其流量特性數(shù)據(jù)信息見表1，并依據(jù)表1的試驗數(shù)據(jù)勾畫出流量特性趨勢圖，見圖1。
表1 壓力差ΔP=0.3MPa時，閘閥流量特性表
|
編號 |
閘閥行程安排/mm |
相對性行程安排/% |
總流量/t·h-1 |
相對性總流量/% |
|
1 |
2.25 |
8.7 |
0.425 |
10.6 |
|
2 |
6.4 |
24.8 |
1.165 |
21.8 |
|
3 |
10.44 |
40.2 |
1.94 |
32.5 |
|
4 |
14.36 |
55.5 |
2.52 |
46.7 |
|
5 |
18.36 |
70.9 |
3.4 |
57.8 |
|
6 |
22.42 |
86.6 |
4.17 |
74 |
|
7 |
25.9 |
100 |
4.83 |
100 |
表2 調(diào)節(jié)前的調(diào)節(jié)閥門工作中特點
|
編號 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
相對性行程安排/% |
8.7 |
24.8 |
40.2 |
55.5 |
70.9 |
86.6 |
100 |
|
Q1/Qmax(S=0.5) |
10.58 |
21.6 |
29.6 |
39 |
44.8 |
57.5 |
51 |
|
Q1/Qmax(S=0.2) |
10.57 |
19.6 |
26.2 |
32.6 |
34.8 |
38.2 |
40.5 |
DN32；PN25閘平板式調(diào)節(jié)閥門的總流量特性曲線要在理想狀態(tài)下實驗得到的，即系統(tǒng)軟件摩擦阻力與閘閥對比，僅占不大占比。但在具體運(yùn)行時，特別是在在鍋爐啟動情況下，在所有系統(tǒng)軟件的氣體壓力是一定值時，系統(tǒng)軟件摩擦阻力非常大，可能造成調(diào)整特性曲線形變，使管路的運(yùn)行特點失幀。因此，大家按上式對特點數(shù)據(jù)信息開展調(diào)節(jié)。
（1）
—具體相對性總流量； —基礎(chǔ)理論相對性總流量；S—閘閥摩擦阻力與系統(tǒng)軟件摩擦阻力比率。
以上數(shù)據(jù)信息和圖1表明，針對平行線特點灑水調(diào)節(jié)閥門，當(dāng)閘閥摩擦阻力和系統(tǒng)軟件摩擦阻力比例S=0.2，閥門開度為60%時，總流量相當(dāng)于閘閥開全總流量的33.2%，但在之后60%~100%開度中，總流量轉(zhuǎn)變并不大。當(dāng)閘閥和系統(tǒng)軟件摩擦阻力比例S=0.5，閥門開度為70%時，總流量相當(dāng)于開全總流量的41%，在之后30%的閥門開度中，總流量提升非常少，這種調(diào)整特點完全不合乎加熱爐自動控制系統(tǒng)的規(guī)定。調(diào)節(jié)閥門的最好調(diào)整范疇?wèi)?yīng)在90%~5%中間，因此，用在加熱爐受熱面和過熱器里的灑水調(diào)節(jié)閥門不適合選平行線特點。
♂2.2.2 為了能獲得可以達(dá)到鍋爐系統(tǒng)工作中特點需要的灑水調(diào)節(jié)閥門，大家按以上試驗方法，對DN20；PN25柱塞泵式灑水降溫調(diào)節(jié)閥門進(jìn)行了檢測，測試結(jié)果見表3。
充分考慮具體系統(tǒng)軟件摩擦阻力對閥體的危害，依照公式計算（1）開展調(diào)整。當(dāng)閘閥摩擦阻力僅為系統(tǒng)軟件的50%或20%時，工作中特點的調(diào)整數(shù)據(jù)信息見表4，其特性曲線見圖四。
表3 柱塞泵式調(diào)節(jié)閥門流量特性（ΔP=0.3MPa）
|
編號 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
行程安排 |
0 |
2.2 |
4.22 |
6.38 |
7.58 |
10.78 |
15.18 |
17.38 |
19.58 |
26.78 |
|
|
相對性行程安排 |
0 |
8.2 |
15.65 |
23.7 |
32 |
43 |
48.5 |
56.6 |
65 |
73.2 |
100 |
|
閘閥總流量 |
0.092 |
0.12 |
0.188 |
0.365 |
0.648 |
0.93 |
1.3 |
1.7 |
2.04 |
2.54 |
2.9 |
|
相對性總流量 |
3.17 |
4.15 |
6.5 |
12.7 |
22.3 |
32.4 |
41.5 |
58.6 |
70.4 |
87.6 |
100 |
表4 柱塞泵式調(diào)節(jié)閥門流量特性（ΔP=0.3MPa）
|
編號 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
相對性行程安排 |
0 |
8.2 |
15.65 |
23.7 |
32 |
43 |
48.5 |
56.6 |
65 |
73.2 |
100 |
|
相對性總流量 |
3.14 |
4.13 |
6.36 |
12.4 |
21.4 |
29.4 |
31.8 |
45.4 |
49.2 |
56.9 |
57 |
|
相對性總流量 |
3.16 |
4.14 |
6.43 |
12.9 |
19.6 |
26.2 |
31.7 |
35.7 |
37.7 |
40.1 |
40.7 |
根據(jù)實驗證實，雙曲線特點灑水調(diào)節(jié)閥門比平行線特點灑水調(diào)節(jié)閥門的流量特性好。因而，在加熱爐灑水降溫管道中，閘閥選用雙曲線或是等百分裂特點比較適合。
2.2.3 商品流通工作能力
商品流通能力是閘閥處在開全情況，閘閥兩邊壓力差為0.1MPa，環(huán)境溫度為20℃的水1h穿過閘閥的立方數(shù)。調(diào)節(jié)閥門的商品流通工作能力體現(xiàn)了液體根據(jù)閥體的工作能力，是挑選調(diào)節(jié)閥門的重要環(huán)節(jié)。
表5 閘平板式調(diào)節(jié)閥門測試結(jié)果（ΔP=0.1MPa）
|
精確測量頻次 |
1 |
2 |
3 |
三次均值/Kv |
|
閘閥總流量/t·h-1 |
2.67 |
2.665 |
2.664 |
2.666 |
表6 柱塞泵式調(diào)節(jié)閥門測試結(jié)果（ΔP=0.3MPa）
|
精確測量頻次 |
1 |
2 |
3 |
三次均值平均值/Kv |
|
閘閥總流量/t·h-1 |
2.96 |
2.9 |
2.93 |
2.93 |
依據(jù)調(diào)節(jié)閥門商品流通工作能力的界定，表6的測試結(jié)果按上式開展測算，算出具體的商品流通工作能力標(biāo)值。
閘閥原調(diào)計的商品流通工作能力按上式估算：
KV=5.04μF （2）
式中：KV—設(shè)計方案商品流通工作能力；
μ—流量系數(shù)；
f—閥讓商品流通總面積，cm2。
閘平板式調(diào)節(jié)閥門設(shè)計方案商品流通工作能力KV=1.94；柱塞泵式調(diào)節(jié)閥門的設(shè)計方案商品流通工作能力KV=1.53。通過具體檢測，這幾種不一樣構(gòu)造調(diào)節(jié)閥門的商品流通工作能力均比設(shè)計值大。
♂2.2.4 臨界壓養(yǎng)
當(dāng)節(jié)流閥件兩邊壓力差做到某一值后，壓力差再提升，用戶流量也不會提升，這時壓力差稱之為臨界壓差。為了能討論液態(tài)的臨界壓差，做如下所示實驗。將調(diào)節(jié)閥門調(diào)至某一開度，持續(xù)保持閥前工作壓力為0.4MPa，而不斷地降低閥后工作壓力，精確測量根據(jù)閥體的總流量。測試結(jié)果見表7。從表7中看得出，當(dāng)閘閥壓力差超出0.325MPa后，伴隨著壓力差的提升，總流量提升很少，已無法滿足的數(shù)據(jù)流量和壓力差數(shù)學(xué)課表達(dá)式。這說明，在節(jié)流閥處產(chǎn)生了多效蒸發(fā)狀況，破壞壓力差和數(shù)據(jù)流量中間的函數(shù)關(guān)系，發(fā)生了臨界壓力。
表7 100%開啟度時的數(shù)據(jù)測試
|
編號 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
閥前工作壓力/MPa |
0.4 | |||||||
|
閥后工作壓力/MPa |
0.019 |
0.03 |
0.05 |
0.075 |
0.096 |
0.1 |
0.15 |
0.2 |
|
閘閥壓力差/MPa |
0.381 |
0.37 |
0.35 |
0.325 |
0.304 |
0.3 |
0.25 |
0.2 |
|
總流量/t·h-1 |
5.15 |
5.14 |
5.15 |
5.13 |
4.97 |
1.76 |
4.5 |
4 |
2.2.5 流量系數(shù)
流量系數(shù)是調(diào)節(jié)閥門設(shè)計方案和規(guī)格挑選的關(guān)鍵根據(jù)，其主要計算方法要以哥白尼不可壓縮流體的伯勤奮利方程式為基本。從閥體的構(gòu)造來說，其流量系數(shù)的理論計算可按上式開展。
（3）
式中：μ—閘閥流量系數(shù)；
Φk—高壓閘閥流量系數(shù)；
fk—閘閥打開總面積，cm2；
Fk—管路截面，cm2。
一般認(rèn)為當(dāng)fk/Fk=0.2 時，=1，μ=Φk=常量。針對試驗數(shù)據(jù)按上式開展測算。
（4）
數(shù)值見表8和表9。
♂表8 閘平板式調(diào)節(jié)閥門流量系數(shù)數(shù)值
|
實驗編號 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
閘閥總流量/t·h-1 |
0.335 |
0.667 |
0.986 |
1.27 |
1.59 |
1.95 |
2.44 |
2.8 |
|
合理商品流通總面積/cm2 |
0.065 |
0.131 |
0.194 |
0.299 |
0.323 |
0.338 |
0.452 |
0.516 |
|
基礎(chǔ)理論總流量/t·h-1 |
0.962 |
0.938 |
0.138 |
1.84 |
2.295 |
2.76 |
3.21 |
3.67 |
|
流量系數(shù) |
0.726 |
0.715 |
0.715 |
0.69 |
0.693 |
0.706 |
0.76 |
0.764 |
表9 柱塞泵式調(diào)節(jié)閥門流量系數(shù)數(shù)值
|
編號 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
|
0.146 |
0.317 |
0.56 |
0.878 |
1.233 |
1.64 |
2.05 |
2.46 |
2.86 |
3.1 |
3.33 |
|
|
0.013 |
0.0374 |
0.068 |
0.105 |
0.155 |
0.19 |
0.2386 |
0.29 |
0.344 |
0.401 |
0.422 |
|
|
0.228 |
0.464 |
0.718 |
1.123 |
1.523 |
1.99 |
2.435 |
2.9 |
3.44 |
3.985 |
4.19 |
|
流量系數(shù) |
0.64 |
0.68 |
0.70 |
0.78 |
0.81 |
0.82 |
0.84 |
0.85 |
0.83 |
0.79 |
0.79 |
實驗用閥的流動總面積和管路截面比例各自為0.068 4和0.134，均低于0.2，因此，實驗閥的流量系數(shù)為一常量，一般其算數(shù)平均值。DN32；PN25閘平板式調(diào)節(jié)閥門的流量系數(shù)μ=0.721，DN20；PN25柱塞泵式調(diào)節(jié)閥門的流量系數(shù)μ=0.778。
5 結(jié)語
根據(jù)對DN32；PN25閘平板式調(diào)節(jié)閥門和DN20；PN25灑水降溫調(diào)節(jié)閥門試驗數(shù)據(jù)的科學(xué)研究與剖析，大家得到下列結(jié)果。
為保證鍋爐完成自動控制系統(tǒng)，做到理想工作特點，灑水降溫系統(tǒng)軟件不容易選用平行線特點調(diào)節(jié)閥門，應(yīng)取等百分?jǐn)?shù)或雙曲線特點。
實驗證實水同蒸氣一樣存有臨界壓力，它標(biāo)值與氣動閥門的構(gòu)造和開度相關(guān)。
針對閘平板式調(diào)節(jié)閥門其流量系數(shù)可用0.72；針對柱塞泵式調(diào)節(jié)閥門其總流量系為可選用0.78。這一數(shù)據(jù)信息基本上符合國際上一些我國在調(diào)節(jié)閥門設(shè)計中所選用的數(shù)據(jù)信息。
論文參考文獻(xiàn)
[1] 蜀國熙.調(diào)節(jié)閥門應(yīng)用與檢修[M].北京市：化工出版社出版，1999.
咨詢需求
