上海申弘閥門有限公司
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計算蝶閥的調(diào)壓調(diào)流量 |
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計算蝶閥的調(diào)壓調(diào)流量 上海申弘閥門有限公司 之前介紹電動閘閥工作原理,現(xiàn)在介紹計算蝶閥的調(diào)壓調(diào)流量蝶閥結(jié)構(gòu)簡單,所需安裝空間小,操作便捷,具有良好的調(diào)節(jié)特性,可以實現(xiàn)快速啟閉以及全開時流阻損失小,因此應(yīng)用廣泛。安裝在管道上的蝶閥不僅可用于控制管路的通斷,而且也可以用于流量和管道壓力的調(diào)節(jié)。 對重力輸水管道設(shè)計[1],在設(shè)計流量下按公式計算得到的水壓線與實際情況相符,而小流量情況下計算的水壓線存在較大的剩余水頭。以引青濟秦管道為例,長距離輸水管道部分根據(jù)城市用水需求分期完成,一期取水位48m,二期取水位76m,設(shè)計運行壓力為0.4MPa[3],上游設(shè)計流量是5.36m3/s,下游管道設(shè)計流量為3.95m3/s,即日供水34.13萬m3/d。工程建成后日供水量zui高為27.97萬m3/d,zui少只有9萬m3/d,遠(yuǎn)沒有達(dá)到設(shè)計供水流量,為保證管道安全,需要減壓運行。一期工程沒有減壓設(shè)施,在水量調(diào)度沒有更好的運行方法之前,只能依靠調(diào)整蝶閥群的開度來調(diào)節(jié)管道的壓力,控制管道的流量。雖然閥門開度的變化對不同管徑的影響規(guī)律是相同的,但是幅度差即調(diào)節(jié)曲線相差很大,為保證管道運行安全,必須掌握閥門開度消能規(guī)律。ZSJW型氣動高性能密封蝶閥是在吸收了幾種不同結(jié)構(gòu)蝶閥優(yōu)點的基礎(chǔ)上設(shè)計而成的一種新穎的蝶閥。該蝶閥的閥板和密封結(jié)構(gòu)采用*的三維偏心設(shè) 計,閥板密封面在關(guān)閉的瞬間才和閥座密封面接觸,密封副在啟閉時幾乎無摩 擦,這樣既降低了蝶閥的啟閉力矩,又提高了閥的使用壽命,使密封更為可靠。 閥座為金屬材料的硬閥座。 上海申弘閥門有限公司主營閥門有:截止閥,電動截止閥,氣動截止閥,電動蝶閥,氣動蝶閥但當(dāng)涉及到壓力調(diào)節(jié)時情況就不同了。在調(diào)節(jié)壓力時,由于傳統(tǒng)蝶閥有限的壓力差使它們不適合進行壓力的調(diào)節(jié)。經(jīng)驗告訴我們,當(dāng)作用在蝶閥閥板上的壓力超過輸入壓力30%后,就會在普通蝶閥中產(chǎn)生氣穴。因此,在流量調(diào)節(jié)中蝶閥是很好的選擇,但在壓力調(diào)節(jié)中蝶閥的使用就受到了限制。 氣穴帶來的后果 氣穴除帶來很高的噪聲之外,也帶來了很大的磨損和管道設(shè)備的損壞。當(dāng)有流體介質(zhì)流經(jīng)管道閥門時,則會因局部流量的減小,導(dǎo)致流速相應(yīng)降低。當(dāng)壓力降低到介質(zhì)蒸汽壓力之下時,在液體介質(zhì)中會產(chǎn)生微小的氣泡。當(dāng)含有氣泡的液體介質(zhì)流到靜態(tài)壓力較高的區(qū)域時,微小的氣泡就會聚集起來。從而產(chǎn)生所謂的“微噴”,形成壓力波,對閥門出口側(cè)的管道造成損害或者造成閥門本身的損害。 除了可能改變流體介質(zhì)的性能外,氣穴也能產(chǎn)生更加強烈的震動,帶來嚴(yán)重的噪聲污染。若氣穴是發(fā)生在管壁附近,則能夠帶來管壁滲漏和閥門閥體滲漏的惡果。這不僅能夠使管道閥門損壞,甚至還可能產(chǎn)生停產(chǎn)維修的風(fēng)險。 *的蝶閥結(jié)構(gòu) 盡管蝶閥有氣穴損壞的風(fēng)險,但仍然一直被視為是合適的壓力調(diào)節(jié)解決方案。究其原因,是因為其安裝長度短,能夠明顯減少流程設(shè)備的占用空間。但長期以來,由于受限制的使用適應(yīng)性、很高的氣穴損耗風(fēng)險以及水擊帶來的損壞風(fēng)險,利用蝶閥調(diào)節(jié)壓力一直只是一種折衷方法。隨著閥門設(shè)計的進步和發(fā)展,現(xiàn)在有了一種新的解決方案,保持傳統(tǒng)蝶閥優(yōu)點的同時,又適合于在供水設(shè)備中進行壓力調(diào)節(jié)和流量調(diào)節(jié)。 為了解決占用空間和氣穴問題,Tyco Valves & Controls公司成功研發(fā)了一種可單向流通的、帶有很多孔的蝶閥。這些孔把液體的整個流量分解為一個個從孔中流動的部分流量。 新型Monovar蝶閥能夠?qū)崿F(xiàn)的壓力和流量調(diào)節(jié),并且有著很低的噪聲和氣穴。由于它的壓力恢復(fù)系數(shù)很低,因此比傳統(tǒng)蝶閥的壓力差高許多。 孔板結(jié)構(gòu)的蝶閥的輸入側(cè)閥板是帶孔且可以上下移動的,而在蝶閥出口側(cè)的閥板是帶孔的固定閥板。兩塊閥板各有大約56個錐形通孔。 該閥的設(shè)計保證了壓力差為輸入側(cè)壓力的80%。zui高工作壓力可達(dá)0.05?kPa,工作環(huán)境的溫度范圍在-51~199℃之間。關(guān)閉時閥門的泄露率符合AMSE B16.104標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ級的規(guī)定和要求。該閥可手動、氣動、液壓或者電氣驅(qū)動。在當(dāng)作壓力或者流量調(diào)節(jié)閥使用時,保證工作可靠性的重要條件,是不要把該閥當(dāng)作常開不關(guān)、或者常閉不開的閥使用。 簡單的工作原理 借助于這種錐孔型的結(jié)構(gòu)設(shè)計,該閥能夠很好防止氣穴的形成。即使出現(xiàn)氣穴,這種錐孔也能將損害減小到zui低程度。氣穴產(chǎn)生的有害能量經(jīng)大量錐孔時會降低,因為錐孔把液體介質(zhì)的整個流量分解為經(jīng)過一個個小孔的部分流量。這些錐孔也能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的調(diào)節(jié),保證即使出現(xiàn)氣穴也不會給閥門造成很大的損害。氣穴氣體的微噴形成的是液體介質(zhì)內(nèi)部的微爆,微爆所產(chǎn)生的沖擊波大部分都作用于管壁、閥體。雖然由于紊流能夠帶來較大的噪聲,但不會對閥門零部件造成損壞。 因此,這種新型蝶閥非常適合在壓力差大的工況中使用。由于新型蝶閥特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計和加工,使用了耐腐蝕的合金材料和特殊涂層材料,因此它有著很長的使用壽命。 快速穩(wěn)定流量 與其他類型的高壓力差蝶閥相比較,新型蝶閥不僅保證了以很短的閥板長度快速地穩(wěn)定了流量,而且允許在蝶閥附近安裝其他管道控制元器件。 由于該閥的調(diào)節(jié)機構(gòu)是垂直于管道流向,且閥板有著許多允許液體介質(zhì)流通的小孔,因此大大降低了液體介質(zhì)的紊流。因此,在液體介質(zhì)流過兩倍閥板直徑的距離后,馬上就實現(xiàn)了穩(wěn)定的流動,而傳統(tǒng)的蝶閥至少要流經(jīng)5倍的閥板直徑長度后才能穩(wěn)定下來。 借助于新型蝶閥特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計和有些應(yīng)用場合下使用的特殊材料,這種蝶閥可以在所有的有壓力調(diào)節(jié)、流量調(diào)節(jié)和溫度調(diào)節(jié)的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域和供水設(shè)備中使用。它的抗氣穴性能、很短的尺寸、快速穩(wěn)定液體介質(zhì)為流程設(shè)備規(guī)劃設(shè)計提供了使用靈活、性能可靠的解決方案。 2蝶閥調(diào)壓調(diào)流的計算 重力流長輸管道的輸水能力,與管道上游的水位、輸水管道的斷面面積和管道的長度等特征有關(guān)。在輸水過程中水的能量損失分為兩種:沿程損失和局部損失[2]。蝶閥開度引起的水頭損失屬于局部水頭損失。 3規(guī)律分析與操作經(jīng)驗探討 (1)對于同一條管道,在同*量下,閥門開度越小(α越大),引起的水頭損失越大;閥門開度越大(α越小),引起的局部水頭損失越小;同一條管道,開度相同,流量越大,引起的水頭損失越大。 (2)相同開度,管道直徑越小,消能曲線越陡,減壓效果越明顯。以α=50°為例,在流量1.5m3/s,DN1600消能0.9m,DN1000消能5.90m。 (3)α<40°時,對所有管道的壓力影響不大,即消能效果不明顯,此時只對流量影響較大。 (4)管道內(nèi)大流量的情形下,開度不能過小(α不能過大)。重力流管道通常為低壓管道,水頭損失過大,對管道運行不利。 (5)α≥60°還需要減壓時宜半度操作,不論是哪種管徑,α從60°~65°消能效果非常快;65°~70°消能曲線很陡,在實際操作中要格外引起注意。 (6)利用閥門開度計算消能幅度時,注意α值增加使壓力減小的同時,流量也會減小;計算減壓效果時,要綜合考慮,這也是利用閥門開度消能和調(diào)節(jié)流量的復(fù)雜所在。 (7)避免α大角度運行。利用蝶閥開度消能和調(diào)節(jié)流量雖然在工程上應(yīng)用廣泛,但是實際操作起來卻相當(dāng)復(fù)雜。操作時應(yīng)謹(jǐn)慎選擇α值較大的運行狀態(tài)。部分開啟的閥門,水流邊界條件改變,過水?dāng)嗝婕眲∈湛s,水流對閥門的沖刷力很大;閥門開度越小,沖擊力越大,同時水流不穩(wěn),容易裹挾氣體,因此對管道的整體運行安全非常不利,會造成閥門振動,地面振動,噪聲非常大,對于閥門本身有損害,對工程運行也會埋下隱患。在調(diào)度上,對復(fù)雜管道,應(yīng)綜合考慮管道運行方案,盡量避免閥門小開度運行。 (8)由于計算過程中近似處理、實際操作中的開度誤差等因素影響,實際上,利用蝶閥群控制流量、水壓存在一定的近似性,程度不是非常高。 (9)擇機安裝調(diào)流調(diào)壓閥。調(diào)流調(diào)壓閥能有效調(diào)節(jié)長輸管道的壓力和流量,近年來的大型引水工程中有應(yīng)用案例。本工程在條件允許時宜增設(shè)此裝置。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有:加長桿蝶閥安裝注意事項 |