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調(diào)節(jié)閥用于調(diào)節(jié)工業(yè)自動化過程控制領(lǐng)域中的介質(zhì)流量、壓力、溫度、液位等工藝參數(shù)。根據(jù)自動化系統(tǒng)中的控制信號,自動調(diào)節(jié)閥門的開度,從而實(shí)現(xiàn)介質(zhì)流量、壓力、溫度和液位的調(diào)節(jié)。
調(diào)節(jié)閥的發(fā)展自20世紀(jì)初始至今已有八十年的歷史,先后產(chǎn)生了十個(gè)大類的調(diào)節(jié)閥產(chǎn)品、自力式閥等。
分類:
1.氣動薄膜調(diào)節(jié)閥
2.氣缸式調(diào)節(jié)閥
3.三通調(diào)節(jié)閥
4.角形調(diào)節(jié)閥
5.襯氟調(diào)節(jié)閥
6.自力式調(diào)節(jié)閥
發(fā)展歷程:
20年代:原始的穩(wěn)定壓力用的調(diào)節(jié)閥問世。
30年代:以“V”型缺口的雙座閥和單座閥為代表產(chǎn)品V型調(diào)節(jié)球閥問世。
40年代:出現(xiàn)定位設(shè)備,調(diào)節(jié)閥新品種進(jìn)一步產(chǎn)生,出現(xiàn)隔膜閥、角型閥、蝶閥、球閥等。
50年代:球閥得到較大的推廣使用,三通閥代替兩臺單座閥投入系統(tǒng)。
60年代:在國內(nèi)對上述產(chǎn)品進(jìn)行了系列化的改進(jìn)設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化后,國內(nèi)才才有了完整系列產(chǎn)品?,F(xiàn)在我們還在大量使用的單座閥、雙座閥、角型閥、三通閥、隔膜閥、蝶閥、球閥七種產(chǎn)品仍然是六十年代水平的產(chǎn)品。這時(shí),國外開始推出了第八種結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)閥——套筒閥。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的閻體與被調(diào)介質(zhì)直接接觸,在執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)械位移的推動卜改變閥體小閥心與閥座之間的流通面積,達(dá)到調(diào)節(jié)操作變星的日的。
70年代:又一種新結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品——偏心旋轉(zhuǎn)閥問世(第九大類結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)閥品種)。這一時(shí)期套筒閥在國外被廣泛應(yīng)用。70年代末,國內(nèi)聯(lián)合設(shè)計(jì)了套筒閥,使中國有了自己的套筒閥產(chǎn)品系列。
80年代:改革開放期間,中國成功引進(jìn)了石化裝置和調(diào)節(jié)閥技術(shù),使套筒閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥得到了推廣使用,尤其是套筒閥,大有取代單、雙座閥之勢,其使用越來越廣。80年代末,調(diào)節(jié)閥又一重大進(jìn)展是日本的Cv3000和精小型調(diào)節(jié)閥,它們在結(jié)構(gòu)方面,將單彈簧的氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)改為多彈簧式薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu),閥的結(jié)構(gòu)只是改進(jìn),不是改變。它的突出特點(diǎn)是使調(diào)節(jié)閥的重量和高度下降30%,流量系數(shù)提高30%。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是調(diào)節(jié)閥的推力部件,它按控制信號壓力的大小產(chǎn)生相應(yīng)的推力,推動調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)動作。
調(diào)節(jié)閥在我國的能源產(chǎn)業(yè)以及工業(yè)領(lǐng)域使用廣泛,因此對于調(diào)節(jié)閥的研究具有十分重要的意義。汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥是汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要組成部分,其調(diào)節(jié)能力直接影響調(diào)節(jié)系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。結(jié)合流體力學(xué)基本理論與方法,建立了調(diào)節(jié)閥的三維流場模型。選取典型的工況條件,在計(jì)算流體力學(xué)分析軟件Fluent平臺上進(jìn)行調(diào)節(jié)閥流場的數(shù)學(xué)模擬。內(nèi)殼有流線型的導(dǎo)流肋和外殼相連,不銹鋼活塞被可靠導(dǎo)引滑動,杜絕產(chǎn)生傾斜或運(yùn)行不暢。
一直以來采用實(shí)驗(yàn)方法作為研究手段,可以獲得調(diào)節(jié)閥的一些總體性能參數(shù),但由于受到成本與實(shí)驗(yàn)周期的限制,常采用經(jīng)驗(yàn)公式或相似設(shè)計(jì)的方法對其進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā),而對于一些復(fù)雜工況下的調(diào)節(jié)閥內(nèi)部流場,很難獲得準(zhǔn)確的流體流動相關(guān)參數(shù)。采用數(shù)值模擬方法對汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥的氣動性能進(jìn)行了系統(tǒng)的分析與計(jì)算,獲得了調(diào)節(jié)閥內(nèi)部流場的詳細(xì)參數(shù),同時(shí)對調(diào)節(jié)閥關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)改進(jìn)。汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥是汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要組成部分,其調(diào)節(jié)能力直接影響調(diào)節(jié)系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。
現(xiàn)在隨著各方面的需求,有很多的新型調(diào)節(jié)閥制作出來,其中有自力式調(diào)節(jié)閥和減溫水調(diào)節(jié)閥,減溫水調(diào)節(jié)閥是火電廠中關(guān)鍵的調(diào)節(jié)閥之一。在300MW火力發(fā)電機(jī)組中,鍋爐過熱器有Ⅰ級減溫水調(diào)節(jié)閥2臺,Ⅱ級減溫水調(diào)節(jié)閥2臺,用于調(diào)節(jié)過熱蒸汽的溫度。在再熱器系統(tǒng)中,使用減溫水調(diào)節(jié)閥作為再熱蒸汽溫度微量調(diào)節(jié),以及作為事故狀態(tài)下的噴水減溫作用。此外,在高壓旁路系統(tǒng)和低壓旁路系統(tǒng)也需要使用減溫水調(diào)節(jié)閥以達(dá)到蒸汽減溫效果。一個(gè)簡單控制系統(tǒng)就是由被控對象、檢測變送裝置、控制器和調(diào)節(jié)閥等環(huán)節(jié)組成,調(diào)節(jié)閥是系統(tǒng)的執(zhí)行部分。
要生產(chǎn)出合乎要求的減溫水調(diào)節(jié)閥,必須解決減溫水調(diào)節(jié)閥技術(shù)上的兩大難點(diǎn),設(shè)計(jì)出一種合理有效的結(jié)構(gòu),既能防止汽蝕和沖刷損壞,又能有合乎使用要求的工作流量特性。下面我們來介紹一下減溫水調(diào)節(jié)閥存在兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn):
1.閥前閥后壓差較大,根據(jù)不同使用場合,壓差在1~10Mpa之間。在高壓差工況下,減溫水在閥中會對閥內(nèi)件產(chǎn)生汽蝕和沖刷等損壞,使閥的密封面喪失關(guān)閉功能,造成漏流量過大,使蒸汽溫度控制困難。如果長期漏量過大,就會影響機(jī)組效益,造成能源消耗浪費(fèi)。氣動調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)開關(guān)量或比例式調(diào)節(jié),接收工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的控制信號來完成調(diào)節(jié)管道介質(zhì)的:流量、壓力、溫度、液位等各種工藝過程參數(shù)。