在工業(yè)自動化儀表中,調(diào)節(jié)閥算是笨重的,加之結構簡單,往往不被人們重視。但是,它在工藝管道上工作條件復雜,一旦出現(xiàn)問題,大家又忙手忙腳。因其笨重、問題難找準,常常費力不討好,還涉及系統(tǒng)投運、系統(tǒng)安全、調(diào)節(jié)品質(zhì)、環(huán)境污染等。
大量的實踐證明:調(diào)節(jié)閥的工作開度大小對調(diào)節(jié)閥的使用壽命有著很大的影響。
一、調(diào)節(jié)閥開度對使用壽命的影響:
1、調(diào)節(jié)閥不能在小開度下工作
調(diào)節(jié)閥在小開度工作時會存在著急劇的流阻、流速、壓力等變化,會帶來如下問題:
①節(jié)流間隙最小、流速最大、沖刷最厲害,嚴重影響調(diào)節(jié)閥的使用壽命;
②急劇的流速、壓力變化,超過調(diào)節(jié)閥的剛度時,調(diào)節(jié)閥的穩(wěn)定性差,甚至產(chǎn)生嚴重振蕩;
③對于流閉狀態(tài)下工作的調(diào)節(jié)閥,會產(chǎn)生跳躍關閉或跳躍起動現(xiàn)象,調(diào)節(jié)型閥在這個開度內(nèi)無法進行調(diào)節(jié);
④開度小,閥芯密封面離節(jié)流口近,有損于閥芯密封面;
⑤有些閥不適于小開度工作。如蝶閥,小開度時不平衡力矩大,會產(chǎn)生跳開跳關現(xiàn)象。再如雙座調(diào)節(jié)閥,兩個閥芯一個處于流開,一個處于流閉,小開度時穩(wěn)定性差,易產(chǎn)生振蕩。
綜上所述,為了提高調(diào)節(jié)閥的使用壽命、穩(wěn)定性、正常調(diào)節(jié)等工作性能,調(diào)節(jié)閥應避免在小開度工作,通常應大于10~15%。但對于高壓調(diào)節(jié)閥、雙座調(diào)節(jié)閥、蝶閥、處于流閉狀態(tài)的調(diào)節(jié)閥來說,應大于20%(線性閥)~30%(雙數(shù)閥)。
2、調(diào)節(jié)閥大開度工作可以延長壽命
實踐證明:讓調(diào)節(jié)閥一開始就盡量在最大開度上工作,如90%。這樣,氣濁、沖蝕等破壞現(xiàn)象發(fā)生在閥芯頭部上。隨著閥芯破壞,流量增加,相應閥再關一點,這樣不斷破壞,逐步關閉,使整個閥芯全部充分利用,直到閥芯根部及密封面破壞,不能使用為止。同時,大開度工作節(jié)流間隙大,沖蝕減弱,這比一開始就讓調(diào)節(jié)閥在中間開度和小開度上工作提高壽命1-5倍以上。如某化工廠采用此法,調(diào)節(jié)閥的使用壽命提高了2倍。
我們在此強調(diào)調(diào)節(jié)閥的正確使用,使調(diào)節(jié)閥處于正常的運行狀態(tài),不僅關系到系統(tǒng)的運行質(zhì)量,還影響調(diào)節(jié)閥的使用壽命。
二、增大調(diào)節(jié)閥工作開度提升調(diào)節(jié)閥使用壽命的措施
1、減小閥阻比(又稱壓降比)S:即增大系統(tǒng)除調(diào)節(jié)閥外的損失,使分配到調(diào)節(jié)閥上的壓降降低,為保證流量通過調(diào)節(jié)閥,必然增大調(diào)節(jié)閥開度,同時,調(diào)節(jié)閥上壓降減小,使氣蝕、沖蝕也減弱。
具體辦法有:在調(diào)節(jié)閥后設孔板節(jié)流消耗壓降;關閉管路上串聯(lián)的手動閥,至調(diào)節(jié)閥獲得較理想的工作開度為止。對一開始就因為調(diào)節(jié)閥選大了,使調(diào)節(jié)閥長期處于小開度工作的情況,采用此法十分簡單、方便、有效。
2、減小口徑:通過把調(diào)節(jié)閥的口徑減小來增大工作開度,具體辦法有:①換一臺小一檔口徑的閥,如DN32換成DN25;②閥體不變更,更換小閥座直徑的閥芯閥座。如某化工廠大修時將節(jié)流件dg10更換為dg8,壽命提高了1倍。
案例講解:當調(diào)節(jié)閥選大了或工藝條件變化時,導致調(diào)節(jié)閥經(jīng)常在小開度下工作,此時如何加以解決?
在實際工作中遇到此類情況,通過上文中的講解,我們知道可以采取如下辦法進行處理:
1、降低調(diào)節(jié)閥上壓差ΔP
由流量方程式
可知,當ΔP減小時,Q也減小,為保持通過調(diào)節(jié)閥的流量不變,就要增大調(diào)節(jié)閥的開度,這樣可避免調(diào)節(jié)閥在小開度下工作,具體方法是:
①在閥后加限流孔板消耗一部分壓降。
②關閉管路上串聯(lián)的手動閥,至調(diào)節(jié)閥獲得較理想的工作開度為止。
這兩種辦法都是增大管路上的壓降,以減小閥上壓降,因為 系統(tǒng)總壓降ΔP系統(tǒng)=閥上壓降ΔP閥+管路壓降ΔP管路 ,由于ΔP系統(tǒng)不變,當ΔP管路增大時,ΔP閥減小。
2、縮小口徑
同理,由前面的流量方程式可知:C值減小,Q也減小,為保持通過調(diào)節(jié)閥的流量不變,就必然要加大開度,這樣也可避免調(diào)節(jié)閥在小開度下工作。C值與調(diào)節(jié)閥的口徑DN、閥座直徑dg有關,減小C值的方法是:
①換一臺小檔口徑的閥,如將DN32換成DN25。
②閥體不變,換小檔dg的閥芯閥座,如將dg10換成dg8。
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