如果电动调节阀能够正常工作,不被经常冲刷,提高阀的使用寿命,调节阀应避免在小开度下工作。根据实际经验,阀门刻度通常至少应大于8%~12%,但对于高压阀、双座阀、蝶阀、处于流闭状态的调节阀而言,应大于20%(线性阀)~30%(对数阀)
1、电动调节阀在小开度下工作的解决对策
解决小开度下调节阀工作问题有好多种方法,常见的大概有如下几种。
1)降低调节阀前后压差△P
由流量方程式Q=C√△P/ρ可知,当△P减小时,Q也减小,为保持阀的流量不变,就要增大阀的开度,处理方法。
①工艺管道上与调节阀相串联的手动阀门,关闭至调节阀需要的工作开度为止。
②在调节阀后增加限流孔板消耗部分压降。这两种方法都是增加管路上的压降,以便减少阀上的压降,因为系统总压降等于管路压降加上调节阀上的压降,由于系统总压降不变,所以当管路压降增大时,阀上压降必然减小。本单位的调节阀后来在停车的过程中做了改造,在阀后增加了一台限流孔板,可以控制在40%以内。
2)缩小调节阀的口径。由流量方程式Q=C√△P/ρ可知,C值减小,Q值也减小,为保持通过调节阀的流量不变,就必然要加大开度,这样也可避免阀在小开度下工作。C值与阀的口径、阀座的直径有关,减小C值的办法如下:
①换一台小档口径的阀,比如将DN32换成DN25。
②内部缩径,阀体不变,换小档的阀芯阀座,比如将阀座为10的换为阀座为8.调节阀的开度控制在
15%~65%之间,彻底消除了小开度的危害。
以上是在BDO装置中遇到的问题和解决方案,但在实际工作中调节阀处在小刻度调节还会遇到破坏力更加严重的闪蒸、空化问题。
2、液体介质的空化,闪蒸现象及解决办法
闪蒸、空化的定义:“在节流中,由于流体经过调节阀时,节流口处流速快速上升,根据能量守恒定理,速度上升必然引起压力下降,若此时压力下降到低于液体在该温度下的饱和蒸气压时,介质便气化,分解出气体,形成气液双向流动,阀门出现闪蒸现象。”
当介质经过调节阀节流后速度下降,介质压力开始回升,当回升后的压力值超过饱和蒸汽压后,介质不再继续气化,同时液体中的气泡重新变为液体,由流体动力学可知,此时气泡内的压力接近于无穷大,它迫使气泡破裂,并形成强大的压力冲击波,阀门出现空化现象。
3、闪蒸、空化的危害与处理
3.1调节阀闪蒸、空化的危害
“空化的形成使气泡破裂形成强大冲击波,该力高达几千牛顿,强大的爆破压冲击调节阀内件,短时间内使芯阀座表面被冲刷成不规则的凹凸蜂窝状,并引起剧烈的振动和高频噪声,这种现象称为气蚀。”由于气蚀的作用,调节阀阀芯会引起严重的破坏,调节阀在运行时会产生剧烈振动和噪声,一般不锈钢材质只能用几天,硬质合金也只能用3~6个月足见气蚀的破坏力的强大。
此外,空化还能引起阀门阀芯的振动,加大阀芯的机械磨损,缩短阀芯使用寿命。空化还能引起阀产生噪音,影响环境。
3.2调节阀闪蒸、空化的处理方法
1)选用结构合理的调节阀消弱闪蒸的破坏力,消除空化形成。在闪蒸不可避免的工艺条件下,采用角型调节阀,使闪蒸产生的高速饱和气泡冲击力直接流向阀体内部下流管道中心,而不是强大的冲击力直接作用在球形阀内件上,减弱了闪蒸的破坏程度。“如果阀门的压差大于等于6500KPa即使产生气蚀,选用多级降压调节阀,以增大节流阻力,减小压力恢复程度,改变阀门前后压差,改善工艺条件消除空化气蚀形成。
2)提高阀内件材质硬度,增强调节阀抗冲蚀性和耐磨性,根据现场情况阀内件选用渗氮处理、堆焊司太莱合金或喷涂碳化物等方法延长调节阀使用寿命,本单位的气化装置高压进水阀阀芯材质316SS,由于空化汽蚀阀门使用寿命不足一年,后阀芯改为全碳化物使用至今3年有余,现仍正常使用。
3)改变介质流向,将流开型改为流闭型,选用单座阀降低压力恢复系数,更好地控制阀后气相,从而减轻或防止出现空化。
4)选择更大流通系数的阀门抑制介质气化,防止闪蒸或气蚀发生。
5)调节阀后增加限流孔板,增加阀后压力控制调节阀前后压力有效控制闪蒸、空化发生。