調(diào)節(jié)閥作為自控系統(tǒng)中的執(zhí)行器,其質(zhì)量的好壞與設(shè)計(jì)院、生產(chǎn)廠家和用戶都有很密切的關(guān)系。質(zhì)量不只是生產(chǎn)廠的問題
,還應(yīng)包含系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員
、生產(chǎn)廠家和使用人員方面的問題
,它是廣義的概念
。因此
,提高調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用質(zhì)量應(yīng)從全過程來考慮
,尤其是選型質(zhì)量
。而要提高
調(diào)節(jié)閥選型質(zhì)量,則必須提高調(diào)節(jié)閥從業(yè)人員的知識(shí)和應(yīng)用水平
,這也是舉辦本次講座的目的
。 調(diào)節(jié)閥是自控系統(tǒng)中的執(zhí)行器,其應(yīng)用質(zhì)量反映在系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)品質(zhì)上,調(diào)節(jié)閥應(yīng)用的好壞,即應(yīng)用質(zhì)量與三個(gè)方面有關(guān): (1) 正確選型(含計(jì)算)——系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員; (2) 產(chǎn)品質(zhì)量——生產(chǎn)廠
; (3) 正確安裝
、使用、維護(hù)——用戶
。 所以,我們講質(zhì)量不只是生產(chǎn)廠的問題,它是一個(gè)廣義的概念,包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員
、生產(chǎn)廠家和使用人員.下面列舉常見的應(yīng)用問題,這些問題若能很好地處理
,可以說你選閥就不會(huì)出現(xiàn)大的質(zhì)量事故
。 (1)口徑計(jì)算――小了不能滿足Qmax,大了常小開度工作
,調(diào)節(jié)性能差
,壽命短
。 (2)校核關(guān)閉時(shí)的△P――有些根本就不作校核,造成閥關(guān)不死
,打不開
。 (3)校核可調(diào)比R――R 小了不能滿足流量變化范圍。 (4)確定彈簧范圍――涉及彈簧范圍
、啟始工作壓力
、輸出力、穩(wěn)定性
、調(diào)整等
。 (5)材質(zhì)與結(jié)構(gòu)――這里學(xué)問zui大,一個(gè)的工程設(shè)計(jì)人員
,所選的閥結(jié)構(gòu)和材質(zhì)應(yīng)是在滿足使用功能前提下
,得到的是簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)、(相對(duì)而言)
。相反,花了很多錢
,甚至引進(jìn)產(chǎn)品,還是用不好,這種費(fèi)用可差 20~30 倍
。用不好的影響則更大,開開停停
,造成經(jīng)濟(jì)損失和產(chǎn)量下降
,有的甚至無法投用。因此,一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員就知道閥在現(xiàn)場(chǎng)的重要性
,一開始就重視閥的正確選型
,并與我們密切配合。 (6)附件——對(duì)主體的保證和有意的補(bǔ)償
。 也有很多成功的例子,成功首先在于他們的正確選型
。這些例子都是筆者親自經(jīng)歷的: (1)化八院——選用的耐鹽酸調(diào)節(jié)閥,因所選閥型和材料恰當(dāng)
,已使用兩年以上
。 (2)化六院與沙市農(nóng)藥廠——精細(xì)化工工程,多種物質(zhì)混合成的強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)
,該閥1993 年投用至今正常
。 (3)化四院——選用燒堿閥,克服了燒堿蒸發(fā)系統(tǒng)高溫濃堿腐蝕與堵卡問題
。 (4)化八院與內(nèi)蒙吉蘭泰化工項(xiàng)目——水處理(脫鹽水)系統(tǒng)
,以往無論國(guó)內(nèi)外裝置均用襯膠蝶閥或隔膜閥,閥一直用不好
。該廠改引進(jìn)隔膜閥用我們?yōu)橹畬iT設(shè)計(jì)的水處理閥后,閥已運(yùn)行了兩年多
。類似的還有云南氮肥廠
。 (5)核動(dòng)力設(shè)計(jì)院——選用高溫高壓、0.2 秒緊急動(dòng)作閥
,保證了試驗(yàn)裝置運(yùn)行
。 (6)成都化工廠――濕氯氣調(diào)節(jié),原為美國(guó)閥
,選用氯氣閥后,實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化
。 (7)什邡化工總廠――346 工程選用磷銨閥,投運(yùn)兩年多正常
。 (8)紅光化工廠――98%濃硝酸
,選用全四氟耐蝕閥,1992 年至今運(yùn)行正常
。 (9)云南氮肥廠――磷酸及混和介質(zhì)
,選用耐腐蝕球閥代替預(yù)先準(zhǔn)備進(jìn)口的產(chǎn)品,產(chǎn)品從1992 年至今運(yùn)行正常
,還節(jié)約10 多萬美元
。 (10)武鋼――技改選用微壓力自力式閥,解決了爐膛50mmHzO 的超低壓穩(wěn)定問題
。 舉例涉及的問題和成功的例子
,目的在于證明選型的重要性和技術(shù)處理的價(jià)值,以引起對(duì)
調(diào)節(jié)閥選型的足夠重視
。 本節(jié)講座重點(diǎn)比較分析了國(guó)內(nèi)外調(diào)節(jié)閥應(yīng)用質(zhì)量上的差距與原因
。如果說國(guó)內(nèi)調(diào)節(jié)閥的設(shè)計(jì)水平、生產(chǎn)水平與*國(guó)家相比有一定差距是實(shí)際的
,但是如果說有十分大的差距
,就不一定符合實(shí)際了(至少筆者這樣認(rèn)為)。那么
,為什么國(guó)內(nèi)調(diào)節(jié)閥的使用效果和時(shí)間遠(yuǎn)不及引進(jìn)產(chǎn)品呢
?在這節(jié),筆者將對(duì)這問題做出闡述
。 如果說國(guó)內(nèi)調(diào)節(jié)閥的設(shè)計(jì)水平
、生產(chǎn)水平與*國(guó)家相比有一定差距是實(shí)際的,但是如果說有十分大的差距
,就不一定符合實(shí)際了(至少筆者這樣認(rèn)為)
。那么,為什么國(guó)內(nèi)調(diào)節(jié)閥的使用效果和時(shí)間遠(yuǎn)不及引進(jìn)產(chǎn)品呢
? 只要比較一下我國(guó)的調(diào)節(jié)閥計(jì)算選型表與國(guó)外計(jì)算選型表
,不難發(fā)現(xiàn),我們的內(nèi)容太簡(jiǎn)單
。如美國(guó)儀表學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)格式所列內(nèi)容49 個(gè)序號(hào)
,我國(guó)表格不到20 個(gè)序號(hào)
,不少內(nèi)容都沒有納入,必然選型不當(dāng)
、不全面
,造成“先天不足”;再就是國(guó)內(nèi)調(diào)節(jié)閥標(biāo)準(zhǔn)化程度太高
,以一變應(yīng)萬變
,而不是“對(duì)癥下藥”,予以不同對(duì)待
。僅以閥的泄漏為例
,用戶反映較強(qiáng)烈。它不僅涉及結(jié)構(gòu)的選定
。還涉及不平衡力計(jì)算
。誰來細(xì)致的考慮呢?沒有
。既然沒有
,必然造成關(guān)不死、打不開
、泄漏大
、密封的可靠性差(開始可以,用不到多久就不行了)等使用問題
。要解決它
,就必須細(xì)致的考慮,它包括: (1)根據(jù)閥的關(guān)閉壓差,計(jì)算不平衡力,以確定閥結(jié)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)大小,首先保證關(guān)死需要的足夠的輸出力
。 (2)確定*流向以利于密封。 (3)閥的結(jié)構(gòu)考慮,對(duì)大壓差
、大口徑閥(如 DN100 的閥
,△P=20MPa,其不平衡推力高達(dá) Ft=0.25π ×102×20=15.7t)
,對(duì)結(jié)構(gòu)的細(xì)致考慮十分重要
,包括力平衡和耐汽蝕、沖蝕的考慮
。 (4)不干凈介質(zhì)
、結(jié)垢結(jié)巴介質(zhì)的防堵性能的考慮,堵住了
、卡住了
,又怎能密封? (5)對(duì)強(qiáng)腐蝕介質(zhì)
,節(jié)流件的耐腐蝕性能考慮
,而且必然可靠
,不少閥運(yùn)行不久泄漏就超標(biāo),原因就在節(jié)流件被腐蝕。 (6)對(duì)密封型式的考慮
。 a.硬密封還是軟密封
; b.是否需要堆焊耐磨合金,提高可靠性
; c.軟密封型式及軟密封材質(zhì)
。 (7)泄漏等級(jí)、試驗(yàn)方法
、試驗(yàn)壓差
、驗(yàn)收方法等等。 由此可見
,粗糙的考慮
,必然獲得粗糙的使用效果:大部份一般產(chǎn)品可以,所以,稍有考慮欠當(dāng)和特殊場(chǎng)合,閥肯定用不好
。 歸納起來
,國(guó)內(nèi)調(diào)節(jié)閥應(yīng)用的主要問題是:計(jì)算、選型不全面
,造成“先天不足”
;生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品太單一,不能滿足各種需求。解決的辦法是:首先把握質(zhì)量的*關(guān)(也是生產(chǎn)廠不重視的一關(guān))簽訂合同關(guān)
,審查所選閥真正能有效的滿足工作條件和使用要求,克服“先天不足”
;其次是生產(chǎn)廠生產(chǎn)的各種產(chǎn)品,尤其是特殊產(chǎn)品、變型產(chǎn)品以適應(yīng)特殊場(chǎng)合的需求
。要做到這兩點(diǎn)
,無論選型人員和生產(chǎn)廠家都必須精通調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用。 調(diào)節(jié)閥的計(jì)算
、選型究竟涉及到哪些內(nèi)容? 本節(jié)講座按閥型
、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、上閥蓋與填料
、閥內(nèi)件
、附件的選定總結(jié)出了110 問,供計(jì)算
、選型時(shí)參考
。筆者認(rèn)為如果在選型過程中根據(jù)實(shí)際工況對(duì)這些問題都一一作出了比較和選擇,那么所選的閥就八九不離十了
。當(dāng)然,這里面涉及到許多技術(shù)問題和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)
,需要在實(shí)踐中不斷的積累。 詳細(xì)內(nèi)容 (1) 驅(qū)動(dòng)方式的選擇:電動(dòng)、氣動(dòng)
、液動(dòng)的決定? (2) 電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇普通型還是新型的電子式結(jié)構(gòu)? (3)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是角行程還是直行程? (4)角行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是直連式還是曲柄連接式
? (5)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)信號(hào)的決定:電Ⅱ、電Ⅲ
,還是其它? (6)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)防爆與否? (7)伺服放大器的選定? (8)是否需要位置反饋信號(hào)? (9)是否需要過載保護(hù)? (10)是否需要手操? (11)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)薄膜式與活塞式的選定? (12)氣動(dòng)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)比例式與兩位式的選定? (13)氣動(dòng)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)直行程與角行程的選定? (14)氣動(dòng)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)有彈簧與無彈簧式的選定? (15)氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)是單彈簧型的老式結(jié)構(gòu)還是多彈簧小型新結(jié)構(gòu)? (16)正作用與反作用的選定
? (17)彈簧范圍的選定(涉及計(jì)算)? (18)工作彈簧范圍的選定(涉及計(jì)算)
? (19)是否需要加長(zhǎng)支架
? (20)執(zhí)行機(jī)構(gòu)規(guī)格的決定(涉及計(jì)算)? (21)執(zhí)行機(jī)構(gòu)規(guī)格是按標(biāo)準(zhǔn)與閥搭配還是縮小或增大
? (22)氣信號(hào)大小的選定
? (23)氣信號(hào)接口的要求? (24)行程(或角度)的選定
? (25)氣源大小的選定
? (26)動(dòng)作速度的要求? (27)環(huán)境條件是否滿足
? (28)對(duì)顏色的要求
? (29)對(duì)重量的限制與否? (30)對(duì)顏色的要求
? 本節(jié)講座重點(diǎn)總結(jié)分析調(diào)節(jié)閥正確選型所需要注意的事項(xiàng),按調(diào)節(jié)閥閥型
、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、材料
、流量特性
、作用方式、彈簧范圍
、流向
、填料、附件九個(gè)方面總結(jié)了
調(diào)節(jié)閥選型的經(jīng)驗(yàn)和注意事項(xiàng)
,對(duì)于調(diào)節(jié)閥 從業(yè)人員了解調(diào)節(jié)閥的選型知識(shí)
,提高選型水平有較大的幫助作用,但限于筆者水平有限
,難免有許多不足和問題,歡迎廣大讀者批評(píng)指正
。 (1)確定公稱壓力
,不是用Pmax 去套PN,而是由溫度
、壓力
、材質(zhì)三個(gè)條件從表中找出相應(yīng)的PN 并滿足于所選閥之PN 值。 (2)確定的閥型
,其泄漏量滿足工藝要求
。 (3)確定的閥型,其工作壓差應(yīng)小于閥的允許壓差,如不行,則須從特殊角度考慮或另選它 (4)介質(zhì)的溫度在閥的工作溫度范圍內(nèi)
,環(huán)境溫度符合要求。 (5)根據(jù)介質(zhì)的不干凈情況考慮閥的防堵問題
。 (6)根據(jù)介質(zhì)的化學(xué)性能考慮閥的耐腐蝕問題
。 (7)根據(jù)壓差和含硬物介質(zhì),考慮閥的沖蝕及耐磨損問題
。 (8)綜合經(jīng)濟(jì)效果考慮的性能
、價(jià)格比。需考慮三個(gè)問題: a.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單(越簡(jiǎn)單可靠性越高)
、維護(hù)方便
、備件有來源; b.使用壽命
; c.價(jià)格
。 (9)優(yōu)選秩序。 蝶閥-單座閥-雙座閥-套筒閥-角形閥-三通閥-球閥-偏心旋轉(zhuǎn)閥-隔膜閥
。 ① 要求閥動(dòng)作平穩(wěn)
; ② 小開度調(diào)節(jié)性能好; ③ 選好所需的流量特性
; ④ 滿足可調(diào)比
; ⑤ 阻力小、流量比大(閥的額定流量參數(shù)與公稱通徑之比)
; ⑥ 調(diào)節(jié)速度
。 這是不可分割、互相的兩個(gè)因素
。泄漏量應(yīng)滿足工藝要求
,且有密封面的可靠性的保護(hù)措施;切斷壓差(閥關(guān)閉時(shí)的壓差)必須提出來(遺憾的是許多設(shè)計(jì)院的調(diào)節(jié)閥計(jì)算規(guī)格書中無此參數(shù))
,讓所選閥有足夠的輸出力來克服它
,否則會(huì)導(dǎo)致執(zhí)行機(jī)構(gòu)選大或選小。 即使是干凈的介質(zhì)
,也存在堵塞問題
,這就是管道內(nèi)的不干凈東西被介質(zhì)帶人調(diào)節(jié)閥內(nèi),造成堵卡
,這是常見的故障
,所以應(yīng)考慮閥的防堵性能。通常角行程類的調(diào)節(jié)閥比直行程類的調(diào)節(jié)閥防堵性能好得多
,故以后角行程類的調(diào)節(jié)閥使用將會(huì)越來越多
。 它包括耐沖蝕、汽蝕、腐蝕
。主要涉及到材料的選用和閥的使用壽命問題
,同時(shí),涉及到經(jīng)濟(jì)性問題
。此問題的實(shí)質(zhì)應(yīng)該是所選閥具有較好的耐蝕性能且價(jià)格合理
。如能選全四氟閥就不應(yīng)該選全耐蝕合金閥;能選反汽蝕效果較好
、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的角形高壓閥(滿足兩年左右使用壽命)
,就不應(yīng)該選結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格貴的其它高壓閥
。 這涉及調(diào)節(jié)閥的公稱壓力
、工作溫度的選定。 耐壓方面,如果只是壓力高并不困難,主要是壓差大會(huì)產(chǎn)生汽蝕
; 耐溫方面,通常解決 450℃以下是十分容易的,450~600℃也不困難,但到 600℃以上時(shí),矛盾就會(huì)突出
;當(dāng)溫度在80℃時(shí)的切斷類調(diào)節(jié)閥選用軟密封材料通常是不可取的,應(yīng)該考慮硬密封切斷。 附表:《常用材質(zhì)的工作溫度
、工作壓力與PN 關(guān)系表》
。 此問題非常直觀,一定是外觀好
、重量輕的閥受使用廠家歡迎
。這里要改變一種偏見,認(rèn)為調(diào)節(jié)閥是個(gè)“老大粗”
,重一點(diǎn)或外觀差一點(diǎn)
,沒什么了不起。現(xiàn)在我們十分重視它
,從而提出了調(diào)節(jié)閥應(yīng)該具有小型化
、輕型化、儀表化的特征
。 在滿足上述使用功能的要求中
,適用的閥有幾類,此時(shí)便應(yīng)綜合經(jīng)濟(jì)效果確定某一閥型,為此,我們認(rèn)為,至少應(yīng)該考慮以下四個(gè)問題: 1)高可靠性
。 ①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
; ②可靠性高。這里需要改變過去片面追求性能指標(biāo)
,忽視可靠性的錯(cuò)誤作法
。 2)使用壽命長(zhǎng)。 3)維護(hù)方便
,備品備件有來源
。 4)產(chǎn)品價(jià)格適宜,性能價(jià)格較好
。 根據(jù)調(diào)節(jié)閥的功能優(yōu)劣和上述觀點(diǎn)
,特提供調(diào)節(jié)閥的優(yōu)選次序如下: ①全功能超輕型調(diào)節(jié)閥 ②蝶閥 ③套筒閥 ④單座閥 ⑤雙座閥 ⑥偏心旋轉(zhuǎn)閥 ⑦球閥 ⑧角形閥 ⑨三通閥 ⑩隔膜閥 在這些調(diào)節(jié)閥中,我們認(rèn)為應(yīng)該盡量不選用隔膜閥,其理由是隔膜是一個(gè)極不可靠的零件,使其隔膜閥也成為了可靠性差的產(chǎn)品。 (1)zui簡(jiǎn)單的是氣動(dòng)薄膜式
,其次是活塞式
,zui后是電動(dòng)式。 (2)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要優(yōu)點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)源(電源)方便
,但價(jià)格高
,可靠性、防水防爆不如氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
,所以應(yīng)優(yōu)先選用氣動(dòng)式
。 (3)老電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)笨重,我們已有電子式精小型高可靠性的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供(價(jià)格相應(yīng)高). (4)老的 ZMA、ZMB 薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以淘汰,由多彈簧輕型執(zhí)行機(jī)構(gòu)代之(性能提高,重量
、高度下降約30%)
。 (5)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)品種規(guī)格較多,老的
、又大又笨的建議不再選用
,而選用輕的新的結(jié)構(gòu)。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇的主要考慮因素是: ① 可靠性
; ② 經(jīng)濟(jì)性
; ③ 動(dòng)作平穩(wěn)、足夠的輸出力
; ④ 重量外觀
; ⑤ 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便
。 (1)可靠性方面 氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠:老式電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可靠性差是它過去的一貫弱點(diǎn),然而在90 年代電子式執(zhí)行機(jī)構(gòu)的發(fā)展*解決了這一問題
,可以在5~10 年內(nèi)免維修,它的可靠性甚至超過了氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
。正由于此
,筆者認(rèn)為,它將成為下世紀(jì)調(diào)節(jié)閥的主流
。 (2)驅(qū)動(dòng)源 氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的zui大不足就是需另設(shè)置氣源站
,增加了費(fèi)用;電動(dòng)閥的驅(qū)動(dòng)源隨地可取
。 (3)價(jià)格方面 氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須附加閥門定位器
,再加上氣源,其費(fèi)用與電動(dòng)閥不相上下(進(jìn)口電氣閥門定位器與進(jìn)口電子式執(zhí)行機(jī)構(gòu)價(jià)格相當(dāng)
;國(guó)產(chǎn)定位器與國(guó)產(chǎn)電動(dòng)執(zhí)行器不相上下)
。 (4)推力和剛度 兩者相當(dāng)
。 (5)防火防爆 "氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)+電氣閥門定位器"略好于電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 (1)在可能的情況下
,建議選用進(jìn)口電子式執(zhí)行機(jī)構(gòu)配國(guó)產(chǎn)閥(如全功能超輕型閥)
,以用于國(guó)產(chǎn)化場(chǎng)合、新建項(xiàng)目等
。 (2)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)雖存在推力不夠
、剛度小、尺寸大的缺限
,但其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
,所以,目前仍是使用zui多的執(zhí)行機(jī)構(gòu)
。但這里我們強(qiáng)調(diào)的是選用ZHA
、ZHB 型的精小型薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)去代替ZMA、ZMB 型的老式薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)
,以獲得更輕的重量
、更小的尺寸和大的輸出力。 (3)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇注意方面: ① 氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)推力不夠時(shí),選用活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)來提高輸出力;對(duì)大壓差的調(diào)節(jié)閥(如中壓蒸汽切斷),當(dāng)DN≥100 時(shí)
,我們建議選用單密封的調(diào)節(jié)閥(單座閥或單座套筒閥)
,保證閥有較好的切斷性能,但此時(shí)
,壓差對(duì)閥芯的不平衡力增大
,宜選活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu);當(dāng)DN≥200 時(shí)
,甚至要選雙層活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)
; ② 對(duì)普通調(diào)節(jié)閥,還可選用活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)去代替薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)
,使執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸大大減小
,就此觀點(diǎn)而言,氣動(dòng)活塞調(diào)節(jié)閥使用會(huì)更多
; ③ 對(duì)角行程類調(diào)節(jié)閥
,其角行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式很多,使之復(fù)雜化
,應(yīng)首先考慮結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
、動(dòng)作自如、尺寸小
、推力大的執(zhí)行機(jī)構(gòu)
,典型的結(jié)構(gòu)是雙活塞齒輪齒條轉(zhuǎn)動(dòng)式。值得強(qiáng)調(diào)的是
,傳統(tǒng)的“直行程活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)+角鐵+曲柄連桿”方式應(yīng)該淘汰
。 (1)閥體耐壓等級(jí)
、使用溫度和耐腐蝕性能等方面應(yīng)不低于工藝連接管道的要求,并應(yīng)優(yōu)先選用制造廠定型產(chǎn)品
。 (2)水蒸汽或含水較多的濕氣體和易燃易爆介質(zhì)
,不宜選用鑄鐵閥。 (3)環(huán)境溫度低于-20℃時(shí)(尤其是北方)
,不宜選用鑄鐵閥。 (4)對(duì)汽蝕
、沖蝕較為嚴(yán)重的介質(zhì)溫度與壓差構(gòu)成的直角坐標(biāo)中,其溫度為300℃,壓差為1.5MPa 兩點(diǎn)連線以外的區(qū)域時(shí),對(duì)節(jié)流密封面應(yīng)選用耐磨材料,如鈷基合金或表面堆焊司特萊合金等
。 (5)對(duì)強(qiáng)腐蝕性介質(zhì),選用耐蝕合金必須根據(jù)介質(zhì)的種類
、濃度
、溫度、壓力的不同
,選擇合適的耐腐蝕材料
。 (6)閥體與節(jié)流件分別對(duì)待,閥體內(nèi)壁節(jié)流速度小并允許有一定的腐蝕,其腐蝕率可以在每年lmm 左右;節(jié)流件受到高速?zèng)_刷
、腐蝕會(huì)弓[起泄漏增大
,其腐蝕率應(yīng)小于每年0.1mm。 (7)對(duì)襯里材料(橡膠
、塑料)的選擇時(shí)該工作介質(zhì)的溫度
、壓力、濃度都必須滿足該材料的使用范圍
,并考慮閥動(dòng)作時(shí)對(duì)它物理
、機(jī)械的破壞(如剪切破壞)。 (8)真空閥不宜選用閥體內(nèi)襯橡膠
、塑料結(jié)構(gòu)
。 (9)水處理系統(tǒng)的兩位切斷閥不宜選用襯橡膠材料。 (10)典型介質(zhì)的典型耐蝕合金材料選擇: a.硫酸:316L
,哈氏合金
,20 號(hào)合金。 b.硝酸:鋁
,C4 鋼
,C6 鋼。 c.鹽酸:哈氏B
。 d.氫氟酸:蒙乃爾
。 e.醋酸、甲酸:316L
、哈氏合金
。 f.磷酸:因可鎳爾
、哈氏合金。 g.尿素:316L
。 h.燒堿:蒙乃爾
。 i.氯氣:哈氏C。 j. 海水:因可鎳爾
,316L
。 (11)到目前為止,zui的耐腐蝕材料是四氟
,稱為“耐蝕王”
。因此,應(yīng)首先選用全四氟耐腐蝕閥(華林所產(chǎn)品)
,不得已的情況下(如溫度>180℃
,PN>1.6)才選用合金。 這是調(diào)節(jié)閥材料選擇的主要內(nèi)容
。在強(qiáng)腐蝕類的介質(zhì)中選用耐腐蝕合金閥時(shí)
,必須根據(jù)其濃度
、溫度
、壓力三者結(jié)合起來才能選用相應(yīng)的材質(zhì),這方面有專門的耐腐蝕數(shù)據(jù)手冊(cè)
。 附表:《常見耐腐蝕材料表》 氟塑料成功地用在耐腐蝕閥上 由于選用耐腐蝕合金不僅價(jià)格昂貴
,而且針對(duì)性特別強(qiáng)
,如果溫度、濃度
、成分稍有改變
,就有可能不耐腐蝕了,所以在沒有實(shí)踐和試驗(yàn)證明時(shí)不可盲目的選用
,否則導(dǎo)致選材不當(dāng)
,這也是 80 年代前耐腐蝕閥還是個(gè)老大難的原因所在。因此
,人們?cè)诓粩嗟靥剿鲗⒎墙饘俨牧嫌迷谀透g場(chǎng)合
。zui典型的材料是橡膠和塑料,由此產(chǎn)生了襯膠的蝶閥
、襯膠隔膜閥
、襯膠的截止閥,還有玻璃鋼的球閥
、陶瓷球閥等
。其中襯膠的調(diào)節(jié)閥在50 年代就開始使用,在60 年代成為當(dāng)時(shí)的主要的耐腐蝕調(diào)節(jié)閥
,起到了較大的作用
。在七十年代末至 80 年代初
,耐腐蝕合金閥使用多了起來,陶瓷類調(diào)節(jié)閥 因太硬
、易碎
,使用zui少,效果zui差
。真正的突破還是在 80 年代
,氟塑料成功地用在了調(diào)節(jié)閥上,由此產(chǎn)生了襯氟塑料的調(diào)節(jié)閥(閥的品種有單座閥
、蝶閥
、O 型球閥、V 型球閥)
。至目前,氟塑料除融狀堿金屬
、高溫三氟化氯及氟元素等個(gè)別介質(zhì)對(duì)它有腐蝕外
,其它介質(zhì)對(duì)它幾乎沒有腐蝕,故被稱為“耐腐蝕王”
,由它制造的閥也就成了“”的耐腐蝕調(diào)節(jié)閥
。但其缺點(diǎn)就是耐溫僅能在 180℃以內(nèi)、耐壓僅能到2.5MPa
、耐沖蝕性能差
,故要求壓差越小越好,通常在7.6MPa 內(nèi)
。這一條件已經(jīng)覆蓋了強(qiáng)腐蝕場(chǎng)合90%以上
。正由于此,耐腐蝕問題不再是老大難了
。 對(duì)汽蝕
、沖蝕嚴(yán)重的閥,如高壓差介質(zhì)
,含固體顆粒的介質(zhì)必須考慮耐磨損問題
;對(duì)切斷類硬密封調(diào)節(jié)閥,也必須保護(hù)密封面
,防止和減小沖蝕
,可選用的zui常用的耐磨材料是司特萊合金。 下面提供的是初步的選擇
,詳細(xì)的選擇見專門資料: (1)S>0.6 時(shí)選對(duì)數(shù)特性
。 (2)小開度工作、不平衡力變化大時(shí)選對(duì)數(shù)特性
。 (3)要求的被調(diào)參數(shù)反映速度快時(shí)選直線
,慢時(shí)選對(duì)數(shù)
。 (4)壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)可選直線特性。 (5)液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)可選直線特性
。 傳統(tǒng)的流量特性設(shè)計(jì)理論都是按閥上壓降不變的理想狀況來設(shè)計(jì)定型的,也是用這種方法向用戶提供 調(diào)節(jié)閥固有流量特性的
。這種閥上壓降不變,即 S=1 的理想流量特性在實(shí)際工作中永遠(yuǎn)不會(huì)存在
。實(shí)際工作中
,S<1,工作特性偏離理想特性
,嚴(yán)重地產(chǎn)生畸變
。為了保證流量特性有較好的調(diào)節(jié)品質(zhì),人們按 傳統(tǒng)的流量特性理論
,要求實(shí)際工作情況向理想情況靠攏
,以犧牲能耗來?yè)Q取,提出S 應(yīng)等于0.3~0.6
。 S<0.3
,實(shí)際工作特性畸變得不好使用。那么,為什么我們不可以將閥的固有特性向?qū)嶋H工作特性來靠攏呢
?為什么提供實(shí)際工作中不存在的特性
,讓其在使用中嚴(yán)重畸變呢?為什么不可以按實(shí)際工作特性來討論以減小這種畸變呢
?由此可見
,傳統(tǒng)的理想與實(shí)際相脫離的設(shè)計(jì)與應(yīng)用理論,從思想方法上看就存在著嚴(yán)重問題
。因此
,我們應(yīng)該研究實(shí)際工作中具有代表性的,典型的S 值
,提供在這些S 值下的直線和對(duì)數(shù)流量特性等
,使閥固有特性盡可能與工作特性相吻合。這種理想與實(shí)際相結(jié)合的方法將帶來如下優(yōu)點(diǎn)和實(shí)用意義: (1)閥提供的固有特性與實(shí)際工作特性更加接近
,畸變減小
,調(diào)節(jié)性能提高。 (2)按低 S 來設(shè)計(jì)閥的固有特性,打破傳統(tǒng)的犧牲能耗來?yè)Q取調(diào)節(jié)品質(zhì)的高 S 運(yùn)行理論,可大大節(jié)省系統(tǒng)能耗
。據(jù)此理論,S 可以在 0.05~0.15 之間,與原高 S 運(yùn)行相比,可節(jié)省能耗 15%~22%.這對(duì)于我國(guó)能源緊張的今天,有較好的使用價(jià)值和社會(huì)效益
。 (3)隨著計(jì)算機(jī)的應(yīng)用,研究這種理論可使調(diào)節(jié)閥特性很容易根據(jù)不同 S 值實(shí)現(xiàn)在線整定、補(bǔ)償, 根據(jù)系統(tǒng)需要獲得較佳的工作特性
。這種閥華林公司正在研究之中
。 (4)有利于產(chǎn)品制造。目前,調(diào)節(jié)閥流量特性誤差是工廠zui難達(dá)到的性能指標(biāo)。然而,使用中因畸變厲害,從來沒有用戶提出過流量特性誤差影響使用和調(diào)節(jié)的問題.因?yàn)榧词固峁┑牧髁刻匦哉`差為 0,到實(shí)際工作中,畸變得已經(jīng)一塌糊涂.因此
,原流量特性誤差的把關(guān)是只抓住其次要矛盾,忽視了實(shí)際工作中畸變厲害這一主要矛盾.采用常用典型 S 值下的工作特性為閥的固有特性,不但抓住了主要矛盾,保證了調(diào)節(jié)性能,而且這種試驗(yàn)更簡(jiǎn)化,也有利于產(chǎn)品制造
。 所謂節(jié)能調(diào)節(jié)閥,其實(shí)質(zhì)就是保證在低S 運(yùn)行下調(diào)節(jié)閥有較理想的流量特性問題
。 能否在低 S 下運(yùn)行
,傳統(tǒng)的討論都是僵持在閥的固有流量特性這個(gè)問題上。S 值太小
,主要影響兩個(gè)調(diào)節(jié)品質(zhì)指標(biāo)
,一是可調(diào)范圍減小,二是流量特性畸變
。因此
,作出結(jié)論,為保證調(diào)節(jié)閥節(jié)品質(zhì)
,S 應(yīng)取大一些
,一般為0.3~0.6,從而否定了低S 運(yùn)行的問題
。 上述爭(zhēng)論不休的問題,實(shí)際上只要根據(jù)前面所談到的理想與實(shí)際相結(jié)合的流量特性設(shè)計(jì)方法,在閥上做文章,也就顯得十分簡(jiǎn)單了.由工作流量特性方程式,將S=0.1 代入,即可得到S=0.1 的節(jié)能調(diào)節(jié)閥流量特性
。 在我們的試驗(yàn)中,通過修正閥芯曲面或套筒窗口的形狀和尺寸,便很方便地解決了所謂的低S 流量特性畸變的問題。實(shí)際可調(diào)比可達(dá) 30,實(shí)際流量特性滿足了國(guó)標(biāo)對(duì)流量特性誤差考核的要求,*同普通閥一樣.于是一種只在理想固有特性上討論,把S 定在0.3 以上,通過提高閥上壓降,犧牲能耗來?yè)Q取調(diào)節(jié)品質(zhì)的傳統(tǒng)的方法被打破了
。通過對(duì)閥的小小修正來解決問題,不僅簡(jiǎn)單易行,而且還節(jié)約了大量能耗
。 由于選擇方法較多
,不必一一闡述
。這里,推薦根據(jù)流量特性的使用特點(diǎn)得出的一種直觀選擇流量特性的參考表
。 (1)根據(jù)S 值確定閥固有特性M 根據(jù)下表選定的工作特性
,再根據(jù)S 值確定閥固有特性(即理想特性),見下表
。 (2)根據(jù)不平衡力作用方向確定閥固有特性 ①不平衡力變化為“-”ft(作用方向?qū)㈤y芯壓開)時(shí)
,按通常方法即按上述方法確定。 ②不平衡力變化為“+”ft(作用方向?qū)㈤y芯壓閉)時(shí)
,選用對(duì)數(shù)特性
。 (1)國(guó)外常用故障下開或關(guān)來表示,即故障開
、故障關(guān)
,與我國(guó)的氣開、氣閉表示正好相反
,故障開對(duì)應(yīng)氣閉閥
,故障關(guān)對(duì)應(yīng)氣開閥。 (2)新的輕型閥、精小型閥已不強(qiáng)調(diào)執(zhí)行機(jī)械的正作用
、反作用了