7 特殊阀门介绍.doc

7 特殊阀 7 特殊阀????特殊阀是相对普通阀而言的。当阀的工作条件超出了普通阀的工作条件，或者某一条件、某一需要作特殊要求时，如高温、高压、强腐蚀、严重冲蚀、严重堵塞、严密切断、超小流量、紧急动作、保温夹套、微压力自力式、高可调比等，这就形成了本节所指的特殊阀。????7.1 高压调节阀????通常高压调节阀是指刚PN≥16MPa的阀，该阀使用中主要存在的问题不是压力大，而是压差特别大时，便对阀芯、阀座产生严重的汽蚀和冲蚀，导致整阀的寿命极短，一般的阀仅能用上1～2个月。为了解决高压阀的寿命短的问题，国内外的厂家均作了很多工作，分别在材质和结构上作了大量探索，形成了形形色色的产品。从结构上划分，主要分为多级式高压阀、迷宫式高压阀、单座套筒负荷式高压阀等。阀体结构型式有直通式、笼式（套筒式）、角型式，但归根结底，目的都只一个：提高高压阀的使用寿命。这里，笔者不去一一介绍这些产品，现仅从提高可靠性和使用寿命上，介绍一种结构最简单、安装方便、尺寸小且寿命长的一种产品，从而达到解决高压阀寿命短的这一根本目的。 ????1）高压阀寿命短的原因????高庄阀的使用寿命短是众所周知的，概括起来，引起高压阀寿命短的主要原因有两个。????（1）冲蚀????在节流口，介质高速流动，具有强大动能，它可以很快将阀芯、阀座表面冲出流线形的细槽，这就是所谓的冲蚀。尤其在小开度工作，节流间隙小，节流速度达到最大值，冲刷破坏也相应达到最大值，巨大的冲刷将使阀的寿命成倍下降，这就是高压阀为什么要避免小开度工作的原因。????（2）汽蚀 ????在节流口介质的高速流动，其速度能急剧增加，根据能量守恒原理，压力能必将急剧下降，当压力低于饱和蒸汽压（Pv）后，液体就会分裂出气体来，形成气液双相流动，这就是所谓的闪蒸；当介质流经节流口后，节流速度开始逐渐下降，压力开始逐步恢复，当压力恢复到大于饱和蒸气压时，汽泡破裂回到液态，就在破裂的瞬间，产生强大的压力冲击波，使作用的阀芯、阀座表面的材料冲击成蜂窝状的小孔，并引起振动和噪音，这就是所谓的汽蚀。引起闪蒸的压差条件是：△P＝FL（P1－PV），其中FL为压力恢复系数，P1为阀前压力，Pv外为人口温度下饱和蒸汽压。????汽蚀的产生过程见4－28图： ? ? ? ? 图4-28 汽蚀产生过程 ? ? ???（3）汽蚀与冲蚀的主次关系????小开度工作时，冲蚀是主要矛盾；大开度工作时，汽蚀是主要矛盾。所以，用户使用时要尽量避免小开度工作；生产厂家制造的高压阀必须有较好的反汽蚀措施，否则，阀很快造成汽蚀破坏。 ????2）反汽蚀高压阀及反汽蚀措施????（1）反汽蚀高压阀结构????通过以上措施形成的新型高压阀结构见4－29图，该阀的主要特点是多次节流分摊压差。????????●一次节流―G接管缩径（A处，相当于孔板节流，约占总压降的10％）。????????●二次节流―F单座节流（主节流、B处单座阀的结构，约占总压降的30％）。????????●三次节流―E套筒节流（C处，套筒结构，约占总压降的60％）。????????●本高压阀结构相当于：孔板＋单座阀＋套筒阀。 4－29图 ????（2）反汽蚀措施????????①过去用硬质合金是不可取的，因为太硬反而脆，代之的是硬度和韧性综合性能更好的耐汽蚀、抗冲刷材料； ????????②七十年代，在阀后设置孔板，降低阀上压降，借用此思想，我们在阀内设置阻力，达到较好的效果；????????③多级高压阀是通过多级阀芯分担压差来提高寿命，借用此思想，我们按多级原理进行反汽蚀改进； ????????④挠流会产生局部严重冲蚀，我们用分散节流的办法来克服它；????????⑤彻底根治了导向衬套偶尔有松落的问题；????????⑥增大刚度，防止阀杆断裂；????????⑦大口径、大压差时，选配强力活塞执行机构。?????3）正确使用的注意事项 ????（1）防止小开度工作是应用的关键，小开度工作会成倍地缩短寿命，遇此应立即缩小DN或dg；????（2）对大口径阀，必须仔细计算不平衡力，选好执行机构和工作弹簧范围，防止阀关不到位；????（3）对口径小、压差又特别大的阀，最好备有节流件，以便需要时及时换上；????（4）1995年化工部通报某化工厂因阀芯断裂造成的事故，阀为流闭型（侧出底出），阀芯头自动关闭，压力高，导致其它设备爆炸，造成了严重死亡事故。因此，从完全第一的角度考虑，还是选用流开型（底进侧出）好。????4）使用效果????该结构于1992年获得国家专利，通过这七八年的使用，证明该结构是非常成功的，其寿命可达2～3年（若阀计算有误，处于小开度工作除外），使高压阀寿命短的老大难已成为历史，在国内的合成氨装置的液位调节