锅炉给水泵迷宫式最小流量调节阀流动性能的试验研究

                                  1 概述

                                 

                              电站锅炉给水泵再循环系统最小流量安装给水泵出,高压水经逐级减压并排放阀门连接的除氧器水箱(或冷凝器)。在系统开启和关闭时,阀门应具有良好的密封性(系统压力为35MPa以上),并且没有气蚀噪声现象。目前,些热电厂所用的给水泵最小流量控制阀为多级孔式最小流量阀,该阀门采用多级孔板节流,逐级降压(其阻力系数为10),从而解决了压差不高时阀门的汽蚀问题。在实际运行中,阀门的噪声也小周围其他设备运行的噪声。但是,在300MW以上超临界组里,由于介质高速流动,使阀门出现冲蚀、振动和噪声等问题。因此,该阀门不得不采用更高强度和耐磨性能材料制造,这不仅提高了成本,而且流量随行程的变化增大,调节特性也没有得到明显改善。此外,因阀门在高压、高温及高流速下持续工作,其使用寿命大大降低。DRAG迷宫式最小流量调节阀(以下称迷宫式调节阀)采用迷宫式曲折流道(图1)和多级平稳降压,提高了节流件的阻力系数,增大了阻力系数的可调幅度,降低了流速,有效地改善了高压差调节阀的流量调节性能。由于流道复杂,需对其流动阻力特性进行测试,以便获得准确的阀门阻力系数。通过测试,一方面验证理论计算,另一方面为该阀更深入的内特性试验、流场显示试验提供了重要依据。

                                  2 测试系统

                                  2.1 流量特性

                                  调节阀的固有流量特性,就是流过阀门的相对流量系数和对应的相对行程之间的固有关系,即

                                  式中Cv———某一开度下的流量

                                  Ccmax———全开时的额定流量

                                  l———某一开度下的阀芯相对行程

                                  L———阀芯额定行程

                                 

                              调节阀的固有流量特性与运行安全生产效益耗能等十分有关,在实际的使用过程中调节阀的工作流量特性常常偏离设计的理想流量特性,使制系统得不到按设置所需要的阀门特性,影响了流量调节质量,甚至引起安全隐患。因此,按需要正确选取具有更为优异的流量特性的最小流量调节阀和对其流量特性的测试是极为重要的。

                                  2.2 阻力特性

                                 

                              调节阀的阻力特性,即阀门阻力系数随其开度的变化特征,是描述调节阀运行特性的重要参数。阀门阻力系数是阀门的固有特性,与测试所用介质无关。对于阻力件其流阻系数为

                                  式中△p———阀门进出口之间的压差,Pa

                                  ρ———运行介质密度,kg/m3

                                  V———流体流动速度,m/s

                                  A———阀门内流道面积或进出口管道面积,m2

                                  Q———流体流量,m3/s

                                  2.3 测试系统

                                 

                              根据GB/T10869-1989电站调节阀技术要求条件、GB/T4213-1992气动调节阀和实验室的具体情况,设计此试验系统(图2),水槽中的水由多级离心泵升压,流过流量测量段进行流量计量,然后进入迷宫式调节阀,最后经回水管返回水箱。在设计的试验管段前后,分别装上压力传感器及温度传感器,在保证试验管段保持紊流,即保证阀雷诺数Re>105的前提下,分别测出阀前和阀后的压力,从而得出阀前后的压差,可得出流量系数Cv

                                  式中Q———液体流量,m3/h

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