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新聞詳情
2019/3/10
專家(jiā)分析黑水調節角閥門知識 最(zuì)初(chū)對FV-1405的改造采用了FISHER公司的657/40-3”ET籠式閥,閥體采用CFSMSSTCast材質,閥內件采用17-4PHSST及416SST材質,運行效果良好,有效地降低了氣蝕並消除了振動,無故障運行時間達到了4個月以上。通過對(duì)閥內件的仔細觀察發現,仍有少量氣蝕(shí)現象(xiàng)發生(shēng)。換句(jù)話說,閥籠對流體在通過節流口之前,對流(liú)體能量的消耗(hào)能力不夠(gòu)。在流體收縮斷麵,部分流體的壓力仍低(dī)於工作溫度(dù)下(xià)的飽和蒸汽(qì)壓。
在1406-3泵和1406-4泵項目上,回流閥采用雙層籠式閥,分階段地壓力降使閃蒸受到(dào)抑製,由(yóu)於(yú)控製了流體的運動速率及減輕了流體的衝撞,調(diào)節角閥內部構件的壽(shòu)命大大延長,流關式的結構不但消(xiāo)除固體顆粒的危(wēi)害,而且使閥(fá)門關閉更加嚴密。目前,FV-1404A調節閥、FV-1404B調節閥(fá)的無故障運行(háng)周(zhōu)期至少在一年以上。
上海閥門廠技術(shù)專家為了試生產的繼續進行,采取了兩項措施(shī):一(yī)是向日本宇部公司索賠同型號同規格的灰水調節閥。二是對蝕壞的閥體采用超低碳不鏽鋼焊條對(duì)閥體內(nèi)壁實施大麵積(jī)堆焊,以最短的時間複位。經過搶修之後繼續使(shǐ)用的這兩台調節角閥,由於內部結構(gòu)已經嚴重蝕壞,失去了調節作用,隻能作為連通管道使用。
第一(yī),黑水調節角(jiǎo)閥腐蝕與氣蝕的(de)原因分析
造成FV-1404和(hé)FV-1405灰水調節角(jiǎo)閥損壞的原因主要有兩個,第一是腐蝕,第二是氣蝕。通過調節(jiē)角閥的介質是含有細(xì)灰的灰水,工作壓力7.4MPa,壓差7.26MPa,調節角閥出口壓力0.14MPa,介質溫度為11O℃,灰(huī)水通過調節角閥恰恰處於這一溫度下的飽和蒸汽壓力附近(0.15MPa),經過節流後閃蒸流體,在壓力恢(huī)複區(qū)氣泡(pào)炸裂,釋放出強大的能量氣蝕(shí)了閥體的內壁。
另外,洗滌水呈堿性,pH值(zhí)為(wéi)9.0~9.6。而原設(shè)計中(zhōng)調節閥鑄件閥體的材料是ASTMA217Gr-WC9,屬於一種合金結構鋼的鑄件形式,相當於國產鋼的ZG15CrMo1V鋼號,是非耐酸鋼,對堿性介質缺乏足夠的耐蝕能(néng)力,因此導致了閥體及內件的快速腐蝕。
第二,黑水調節角閥操作產(chǎn)生振蕩
研究FV-1404、FV-1405的腐蝕與氣蝕現象與操作過程中(zhōng)產生振(zhèn)蕩的(de)問題,對後來新增P-1406的(de)3號、4號泵(bèng)出口回流閥(fá)的選型有很好的指導意義(yì)。
1)消防(fáng)水(shuǐ)泵設計條件
工藝介質:灰水;
最大流量:85m3/h;
工作溫度:110℃;
上遊(yóu)壓力:7.4MPa;
下遊(yóu)壓(yā)力:0.14MPa;
閥關壓差:8.9MPa;
比重:0.950;
原(yuán)設(shè)計調節閥型號:37-21125(執行(háng)機構隔膜的(de)有效直徑(jìng)為De=33cm,氣關閥);形式:GLOBE閥,非平衡柱塞型閥內件,4B×1-1/2:供氣壓力:250kPa;流向:流開。
2)黑水調節(jiē)閥有效輸出力計算
執行機構輸出力與作用於(yú)閥(fá)內件的最大不(bú)平衡力的計算如下。
執行機構的最大輸出力Fmax:
Fmax=Ae•(Pe–Po–Pt–Pf)•10-4•103
=(33)2/4•π•[(250-20)-20-80-15]•10-4•103
=9830.95(N)
式中Ae——表示(shì)隔膜的有效麵積(m3);
Pe——表示供氣壓力(kPa);
Po——彈簧啟動(dòng)壓力(kPa);
Pt——彈簧範圍(kPa);
Pf——填料摩擦力的等效壓力損失;
氣源管(guǎn)路及閥門定位器壓力損失不計。閥關壓差下的最大(dà)不平衡力Ft:
Ft=π/4•(dg2•△Pmax+ds2•P2)•10-4•103
=π/4•[(3.8)2•(8.9×103-0.14×103)+(1.3)2×0.14×103]•10-4•103
=9948.40(N)
式中(zhōng)dg——閥座通徑(cm);
ds——閥杆(gǎn)直(zhí)徑(cm)。
友情提示:上海海德隆流體設備製造有(yǒu)限公司專業生產無負壓供水設備,詳情請登陸網站
根據計(jì)算,執行機(jī)構的有效輸(shū)出力Fe為:
Fe=F-Ft
=9830.95-9948.40
=-117.45(N)
根據計算,有效輸出力為負值(zhí),其結果是由於執行機構輸出(chū)力的不足,產生閥位上下振蕩。
第三,解(jiě)決問題的辦法
1)提高閥門定位器的(de)供氣壓力
為了消除閥位(wèi)上下振蕩,在(zài)沒有(yǒu)對調節角閥實施改造的情況下,唯一的辦法是(shì)提高閥門定位器的(de)供氣(qì)壓力,以達到提高輸出力的目(mù)的。所以(yǐ),將供(gòng)氣壓力提高到280kPa(淨提高量為30kPa)。此時執(zhí)行機構的輸出力為:
F'=F+30×104×103•Ae
=9830.95+30×10-4×103×(33)2/4•π
=12395.545(N)
因為(wéi)|F'|>|Ft|,所以閥位不會產生(shēng)振蕩。
2)回流調節角閥的技術改造
通過對FV-1404和FV-1405運行狀況的論證分析,再(zài)根據計算(suàn)得出的結果,可以得出原設計對FV-1404和FV-1405調節角閥選型錯誤的結論。為了增強其抵抗氣蝕與腐蝕(shí)的能力,提高調節(jiē)質量(liàng)與可靠性,必須實施技術改造。
籠(lóng)式調(diào)節角閥,是專門(mén)針對存在氣蝕與噪聲的工況而設計的一種(zhǒng)調節角閥。采用平衡型閥內件的籠式(shì)閥,不僅能夠有效地克服靜態與動(dòng)態(tài)不平(píng)衡力,而且(qiě)通過對(duì)閥籠的巧妙設計,可以把高(gāo)壓差流體攜帶的能量,分級降低或抵(dǐ)消在籠(lóng)內,減少或消滅(miè)閃蒸與氣蝕產生的條件。除此之外,合理選擇閥體及閥內件材料,達到耐蝕的目的。
在1406-3泵和1406-4泵項目上,回流閥采用雙層籠式閥,分階段地壓力降使閃蒸受到(dào)抑製,由(yóu)於(yú)控製了流體的運動速率及減輕了流體的衝撞,調(diào)節角閥內部構件的壽(shòu)命大大延長,流關式的結構不但消(xiāo)除固體顆粒的危(wēi)害,而且使閥(fá)門關閉更加嚴密。目前,FV-1404A調節閥、FV-1404B調節閥(fá)的無故障運行(háng)周(zhōu)期至少在一年以上。
上海閥門廠技術(shù)專家為了試生產的繼續進行,采取了兩項措施(shī):一(yī)是向日本宇部公司索賠同型號同規格的灰水調節閥。二是對蝕壞的閥體采用超低碳不鏽鋼焊條對(duì)閥體內(nèi)壁實施大麵積(jī)堆焊,以最短的時間複位。經過搶修之後繼續使(shǐ)用的這兩台調節角閥,由於內部結構(gòu)已經嚴重蝕壞,失去了調節作用,隻能作為連通管道使用。
第一(yī),黑水調節角(jiǎo)閥腐蝕與氣蝕的(de)原因分析
造成FV-1404和(hé)FV-1405灰水調節角(jiǎo)閥損壞的原因主要有兩個,第一是腐蝕,第二是氣蝕。通過調節(jiē)角閥的介質是含有細(xì)灰的灰水,工作壓力7.4MPa,壓差7.26MPa,調節角閥出口壓力0.14MPa,介質溫度為11O℃,灰(huī)水通過調節角閥恰恰處於這一溫度下的飽和蒸汽壓力附近(0.15MPa),經過節流後閃蒸流體,在壓力恢(huī)複區(qū)氣泡(pào)炸裂,釋放出強大的能量氣蝕(shí)了閥體的內壁。
另外,洗滌水呈堿性,pH值(zhí)為(wéi)9.0~9.6。而原設(shè)計中(zhōng)調節閥鑄件閥體的材料是ASTMA217Gr-WC9,屬於一種合金結構鋼的鑄件形式,相當於國產鋼的ZG15CrMo1V鋼號,是非耐酸鋼,對堿性介質缺乏足夠的耐蝕能(néng)力,因此導致了閥體及內件的快速腐蝕。
第二,黑水調節角閥操作產(chǎn)生振蕩
研究FV-1404、FV-1405的腐蝕與氣蝕現象與操作過程中(zhōng)產生振(zhèn)蕩的(de)問題,對後來新增P-1406的(de)3號、4號泵(bèng)出口回流閥(fá)的選型有很好的指導意義(yì)。
1)消防(fáng)水(shuǐ)泵設計條件
工藝介質:灰水;
最大流量:85m3/h;
工作溫度:110℃;
上遊(yóu)壓力:7.4MPa;
下遊(yóu)壓(yā)力:0.14MPa;
閥關壓差:8.9MPa;
比重:0.950;
原(yuán)設(shè)計調節閥型號:37-21125(執行(háng)機構隔膜的(de)有效直徑(jìng)為De=33cm,氣關閥);形式:GLOBE閥,非平衡柱塞型閥內件,4B×1-1/2:供氣壓力:250kPa;流向:流開。
2)黑水調節(jiē)閥有效輸出力計算
執行機構輸出力與作用於(yú)閥(fá)內件的最大不(bú)平衡力的計算如下。
執行機構的最大輸出力Fmax:
Fmax=Ae•(Pe–Po–Pt–Pf)•10-4•103
=(33)2/4•π•[(250-20)-20-80-15]•10-4•103
=9830.95(N)
式中Ae——表示(shì)隔膜的有效麵積(m3);
Pe——表示供氣壓力(kPa);
Po——彈簧啟動(dòng)壓力(kPa);
Pt——彈簧範圍(kPa);
Pf——填料摩擦力的等效壓力損失;
氣源管(guǎn)路及閥門定位器壓力損失不計。閥關壓差下的最大(dà)不平衡力Ft:
Ft=π/4•(dg2•△Pmax+ds2•P2)•10-4•103
=π/4•[(3.8)2•(8.9×103-0.14×103)+(1.3)2×0.14×103]•10-4•103
=9948.40(N)
式中(zhōng)dg——閥座通徑(cm);
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Fe=F-Ft
=9830.95-9948.40
=-117.45(N)
根據計算,有效輸出力為負值(zhí),其結果是由於執行機構輸出(chū)力的不足,產生閥位上下振蕩。
第三,解(jiě)決問題的辦法
1)提高閥門定位器的(de)供氣壓力
為了消除閥位(wèi)上下振蕩,在(zài)沒有(yǒu)對調節角閥實施改造的情況下,唯一的辦法是(shì)提高閥門定位器的(de)供氣(qì)壓力,以達到提高輸出力的目(mù)的。所以(yǐ),將供(gòng)氣壓力提高到280kPa(淨提高量為30kPa)。此時執(zhí)行機構的輸出力為:
F'=F+30×104×103•Ae
=9830.95+30×10-4×103×(33)2/4•π
=12395.545(N)
因為(wéi)|F'|>|Ft|,所以閥位不會產生(shēng)振蕩。
2)回流調節角閥的技術改造
通過對FV-1404和FV-1405運行狀況的論證分析,再(zài)根據計算(suàn)得出的結果,可以得出原設計對FV-1404和FV-1405調節角閥選型錯誤的結論。為了增強其抵抗氣蝕與腐蝕(shí)的能力,提高調節(jiē)質量(liàng)與可靠性,必須實施技術改造。
籠(lóng)式調(diào)節角閥,是專門(mén)針對存在氣蝕與噪聲的工況而設計的一種(zhǒng)調節角閥。采用平衡型閥內件的籠式(shì)閥,不僅能夠有效地克服靜態與動(dòng)態(tài)不平(píng)衡力,而且(qiě)通過對(duì)閥籠的巧妙設計,可以把高(gāo)壓差流體攜帶的能量,分級降低或抵(dǐ)消在籠(lóng)內,減少或消滅(miè)閃蒸與氣蝕產生的條件。除此之外,合理選擇閥體及閥內件材料,達到耐蝕的目的。
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