國內調節閥投入研究和開發的人力和物力相對不足的全過程
調節閥用于調節操縱變量的流量,因此,以前亦稱調節閥。從控制系統整體看,一個控制系統控制得好不好,都要通過電動調節閥來實現。由于下列原因,調節閥變得十分重要。調節閥是節流裝置,屬于動部件,與檢測元件和變送器、控制器比較,在控制過程中,調節閥需要不斷改變節流件的流通面積,使操縱變量變化,以適應負荷變化或操作條件的改變。因此,對調節閥閥組件的密封、耐壓、腐蝕等提出更高要求。例如,密封會使調節閥摩擦力增加,調節閥死區加大,造成控制系統控制品質變差等。調節閥的活動部件是造成“跑”、“冒”、“滴”、“漏”的主要原因,它不僅造成資源或物料的浪費,也污染環境,引發事故。大壓差給水調節閥的閥內件與過程介質直接接觸,和檢測元件與過程介質接觸的不同之處如下調節閥閥組件的接觸介質可能與檢測元件的接觸介質不同,對調節閥的耐腐蝕性、強度、剛度、材料等有更高要求。檢測元件可采用隔離液等方法與過程介質隔離,但調節閥通常與過程介質直接接觸,很難采用隔離的方法與過程介質隔離。調節閥的節流使能量在閥內件內部被消耗,因此,降低能耗,降低調節閥的壓力損失,和保證較好的控制品質之間要合理選擇和兼顧。調節閥對流體進行節流的同時也造成噪聲。例如,當閥出口壓力低于液體的蒸汽壓力時,造成閃蒸;當閥下游壓力高于液體蒸汽壓力時,造成汽蝕。調節閥造成的噪聲和調節閥流路的設計、操作壓力、被控介質特性等有關,因此,降低噪聲,降低壓力損失等對調節閥提出更高要求。調節閥的適應性強。它被安裝在各種不同的生產過程,生產過程的低溫、高溫、高壓、大流量、微小流量等操作條件需要調節閥具有各種不同的功能,高加疏水調節閥應能夠適應不同應用的要求。檢測元件和變送器、控制器等發展快,投入的人力和物力多。相對來看,通常認為鍋爐減溫水調節閥結構簡單,因此,對調節閥投入研究和開發的人力和物力相對不足。
在調節閥的使用過程中,氣蝕與閃蒸是難以避免的現象,尤其在壓差較大的場合。氣蝕和閃蒸會嚴重損害調節閥的密封面,造成調節閥密封面泄露,甚至喪失調節能力。所以,調節閥在設計階段就要根據現場技術要求,進行合理的設計。那么,有哪些方法可以避免調節閥的氣蝕和閃蒸呢?
從壓力上考慮:避免氣蝕的根本方法是不讓閥體部件的使用壓差大于******允許壓差。******允許壓差用ΔPT表示為 ΔPT=KC(P1-PV),式中P1為閥前壓力(kPa);KC為氣蝕系數,KC值因介質種類、閥芯形狀、閥體結構和流向而不同,口徑越大,KC越小,一般情況下,KC=0.25~0.65。為了不使閥體部件在氣蝕條件下工作,必須使ΔP<ΔPT,如果因工藝條件的限制必須使ΔP>ΔPT,可以串聯兩個以上的閥體部件,使壓差分配在兩個閥體部件上,使每個閥體部件的壓差ΔP都小于ΔPT,這樣就可以避免氣蝕。必須指出,當ΔP<2.5MPa時,即使產生氣蝕現象,對材質的破壞也不嚴重,因此,不需要采用什么特殊措施。如果壓差較高, 就要設法避免和解決氣蝕問題,如對角形閥采用側進流體,閥芯壽命就比底進流體時長,因為避免了密封面的直接破壞。另外,在閥前閥后安裝限流孔也可以吸收一 些壓降。從結構上考慮 :可設計特殊結構的閥芯、閥座,以避免氣蝕的破壞作用。其基本原理是使高速流體通過閥芯、閥座時,每一點都高于在該溫度下的飽和蒸汽壓,或者使液體本身相互碰撞,在流路間導致高速紊流,使閥體部件中液體的動能由于磨擦而變為熱能,因此,減少氣泡的形成率。采用逐級降壓原理,把閥體部件總的壓差分成幾個小壓差,逐級降壓,每一級都不超過臨界壓差.
一般情況下,材料越硬,抗蝕能力越強,但至今仍沒有找到長時間抵抗嚴重氣蝕作用而不受損害的材料。因此,在有氣蝕作用的情況下,應該考慮到閥芯、閥座易于更換。目前,制造閥芯、閥座的材料從抗氣蝕的角度出發,國內外使用最廣泛的是司鈦萊合金、硬化工具鋼和鈷鎢合金鋼,特殊的表面要進行硬化處理。當用司鈦萊合金時,可在這些不銹鋼基體上進行堆焊和噴焊,以形成硬化表面。按不同的使用條件,硬化表面可局限于閥座、閥芯和閥座的封線處,也可以在整個表面或閥芯導向處。