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分析NORGREN电磁阀的通流与损失特性

点击次数:96 发布时间:2019/5/15
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    分析NORGREN电磁阀的通流与损失特性
    NORGREN电磁阀会产生因阀杆断裂、阀座拔起和阀杆震动而产生的负荷波动,甚至导致汽轮机超速飞车,在研究其涉及因素的过程中,很难对机理性进行准确的定量界限,导致基础研究和实验研究的发展十分患难,调节阀事故在调查的过程中,过于重视定性判断。但是发电行业和汽轮机制造行业的操作人员都清楚的认识到,NORGREN电磁阀的安全性和工作效率具有较大的发展潜能,本文针对我国某企业的设计数据,对调节阀的三维流场进行数值模拟,对流动损失的分布规律进行研究,阐述对通流水平产生影响的因素,在局部和整体等多个方面对调节阀的损失特征进行研究,具有较高的准确性。
    NORGREN电磁阀通流和损失特性计算方式及结果分析
    NORGREN电磁阀一般在高压高温蒸汽条件下进行工作,为黏性湍流、可压缩和三维流动,使用平均守恒型方程对其进行计算。因为调节阀腔结构具有复杂性特征,本文使用分块结构化网络,由于阀门结构具有对称性,在计算的过程中计算一半即可得出准确结论。
    在保证通流性的前提下,不断降低在阀门内部气流的流动损失,使机组的热效率不断提高,在出口压力条件相同的情况下,流量通过的越多,NORGREN电磁阀的出口压力水平越高,在我国目前施工中使用的调节阀,额定工况下,相对升程保持在百分之三十以下,针对降低气流损失的角度,为了保证整个机组在额定工况中的正常运行,应该保证相对升程在百分之四十以上。调节阀内部通道形状十分复杂,为双喉喷灌,喉部的通流面积不断变化,第二喉部的通流面积不变,在中小升程的时候,环形通道喉部位置是调节阀流场面积小的部分,但是伴随升程的增加,环形通道的喉部面积增加,会对整个阀座喉部的通流水平造成影响。
    NORGREN电磁阀流道结构主要分为以下几个部分:阀腔、阀碟和阀座等,气流在三个部分流动的时候,具有不同的流动特点,在进入调节阀腔中较大空间的时候,气流的流动参数变化很小,例如静压的变化等,但是在气流进入环形通道后,在很短的行程中,蒸汽会产生剧烈的膨胀,静压水平会快速减少,在中小升程之中,气流向阀座扩压段流入,静压水平会不断提高直到出口位置。环形通道进口到阀座喉部的区域,是流场中具有大流动损失的地区,阀腔和阀座扩压段,气流的总压损失降低,在小升程的时候,阀门流场的损失系数很大,尤其在p1和p0的比值小于0.8的时候,此区域的损失为总损失的百分之80,在p1和p0的比值小于0.7的时候,在环形通道尾端会形成激波,能量损失十分巨大。
    NORGREN电磁阀通流和损失特性改善措施
    应该提高NORGREN电磁阀在额定工况下相对升程的大值,有助于显着增加流动效率,在调节阀全开的时候,将相对升程保持在百分之四十以上,例如,如果压比是0.98,相对升程能够从31.2%提高到54.2%,总压损失系数能够从1.896降低到0.873,下降幅度保持在51%。
    阀碟下部的空穴区会对通流面积产生影响,使有效通流面积不断下降,影响实际通流水平。阀门流场内部接近阀碟的部门是气动损失大的地区,占整个损失的67%左右,小升程的时候,达到了82%以上,在小升程的时候,如果进出口的压比小于0.8,在环形通道的尾部会产生激波,带来十分严重的总压损失。
    前者需要压缩气源,而后者只需要电源就可以,比较方便。气动调节阀需要配置压缩机等设备,优势是本身具有防爆功能,且维护简单,故障率低,所以在化工、石化等行业,使用的范围要远远大于电动调节阀。气动调节阀根据结构形式可分为气动单座调节阀、气动套筒调节阀、气动双座调节阀、气动三通调节阀、气动笼式调节阀、气动角式调节阀、气动V型调节球阀、气动调节蝶阀等几大类。所配执行器主要有有薄膜式、活塞式等,其中薄膜式执行器比活塞式控制精度要高一点。根据所配电气阀门定位器的不同,又分为机械式和智能型气动调节阀,智能型比机械式的控制精度要一些。
    NORGREN电磁阀根据介质的不同,阀体材质也相应地有不同的选择,常用的碳钢,有腐蚀性的选择不锈钢304或者316、316L等材质,也可以选择衬氟调节阀。单座调节阀用于压差比较小的工况,一旦压差比较大,就可以选择套筒调节阀或者双座调节阀,因为双座调节阀泄露量比较大,所以如果要求泄漏量比较小,就不适合选择双座调节阀了。
    NORGREN电磁阀用于将两股流体合为一股或者将一路流体分为两路。
    NORGREN电磁阀对于压差特别大,容易产生汽蚀或闪蒸的场合,则可以选择多级笼式气动薄膜调节阀,将高压流体分级降压,达到稳定控制之目的。
    NORGREN电磁阀适用于含有颗粒杂物的介质,如纸浆等,因其阀内件有剪切左右,它的流量特性是近似等百分比的,而且可调比远远大于一般的单座、套筒调节阀,所以,使用范围有越来越大之趋势。而电动调节蝶阀,比较适用于大口径的场合,性价比比较高。总之,用户应当根据自己的实际需求,正确选择气动调节阀,才能达到良好的使用效果。

 
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