一、自動再循環(huán)閥簡介:
自動再循環(huán)閥的主要作用是:當(dāng)給水泵流量小于一定值時,保證給水泵再循環(huán)及時打開,防止給水泵內(nèi)部由于局部過熱汽化產(chǎn)生汽蝕。投運(yùn)以來,小流量閥存在壽命短、漏流量大的問題。自動再循環(huán)閥用于保護(hù)離心泵,防止泵在低流量工況下由于過熱、嚴(yán)重噪音、不穩(wěn)定和氣蝕而引起的損壞。
自動再循環(huán)閥又稱泵保護(hù)閥或小流量閥,用于離心泵小流量的自動再循環(huán),防止離心泵在低負(fù)載下由于過熱,噪音、振動帶來的損壞。一種泵保護(hù)裝置。它自動對離心泵(尤其輸送熱水介質(zhì))在低負(fù)荷運(yùn)行時,泵體內(nèi)可能出現(xiàn)的部分氣蝕損害和不穩(wěn)定進(jìn)行保護(hù)。
二、自動再循環(huán)閥的動作原理:
根據(jù)主流量不同,再循環(huán)閥的主閥閥瓣將被確定在某一個位置上,主路止回閥的閥桿通過一杠桿,將主閥瓣動作傳遞至旁路,旁路系統(tǒng)控制通過旁路的流量同時將壓力減至出口所需值,當(dāng)主閥瓣回到閥座關(guān)閉狀態(tài)時,所有流量通過旁路(回流),當(dāng)主閥瓣上升到頂端位置時,旁路則完全關(guān)閉,所有泵的流量流向工藝系統(tǒng)。
連接方式
法蘭標(biāo)準(zhǔn)按DIN或ANSI,其他標(biāo)準(zhǔn)的法蘭,如:ISO、BS、JIS、NF等,可按需提供。
進(jìn)口及出口的連接方式也可采用焊接方式。
旁路的連接方式僅采用法蘭連接(便于檢查)。
材料
標(biāo)準(zhǔn)閥體材料:W。-Nr.1.0460(C22.8)(ASTMA105)。
的內(nèi)部零件材料,標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品為小含鉻量不小于13%的不銹鋼??刂铺淄?、套筒座及渦流錐均經(jīng)表面處理(離子真空淬火),以抗磨損。
其他用于閥體及內(nèi)部零件的鍛造材料可按需提供。
閥體材料的選擇,按照壓力及溫度條件確定。
泵為化工裝置提供源源不斷的動力,泵的小連續(xù)流量保護(hù)關(guān)系到泵的安全穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。 實(shí)現(xiàn)泵的小連續(xù)流量保護(hù)有幾種不同的方法,而自動再循環(huán)閥作為其中的方法之一,因其獨(dú)特的優(yōu)勢越來越得到大家的認(rèn)可和廣泛應(yīng)用。使用自動再循環(huán)閥控制回流量,當(dāng)泵的流量減小時,泵的出口壓力升高,自動再循環(huán)閥的旁路開度增大,回流量增大,從而確保泵的流量始終大于小連續(xù)流量。 [1]
三、自動再循環(huán)閥優(yōu)點(diǎn):
自動再循環(huán)閥為自力式控制閥,不需要外部供給能源。與傳統(tǒng)的控制閥系統(tǒng)相比,具有以下顯著優(yōu)勢:
1、在前期產(chǎn)品采購、安裝調(diào)試,以及后期的維護(hù)方面,具有顯著的成本優(yōu)勢,總體費(fèi)用比傳統(tǒng)控制閥系統(tǒng)低2/3。
2、旁路流量可調(diào)節(jié)控制,閥門整體運(yùn)行具有高經(jīng)濟(jì)性。
3、完全機(jī)械結(jié)構(gòu),依靠流量控制閥門,不需要額外的能源。
4、實(shí)現(xiàn)泵的保護(hù)僅僅只需一個閥,不需其他額外組件。因此不受系統(tǒng)故障影響。
5、主流道中的止回閥與旁路成為一個整體。
6、幾乎免維護(hù)。
四、自動再循環(huán)閥工作原理:
自動再循環(huán)閥應(yīng)需而生。對離心泵而言,需要有一段旁路以防止在低于規(guī)定的小流量下運(yùn)行而產(chǎn)生過載及過熱汽化對泵造成損壞。在火電廠,給水泵的出水量是隨鍋爐負(fù)荷而變化的。在啟動時或在負(fù)荷很低時,給水泵很可能在給水量很小或給水量為零的情況下運(yùn)行,水在泵體內(nèi)長期受葉輪的摩擦發(fā)熱,而使水溫升高,水溫升高到一定程度后,會發(fā)生汽化,形成汽蝕。造成給水泵的損壞。
為防止上述現(xiàn)象的發(fā)生,在給水泵出口至除氧器(或冷凝器)水箱之間安裝再循環(huán)系統(tǒng),在給水泵剛啟動或在給水量小到一定程度時,可打開再循環(huán)系統(tǒng)。將一部分水返回除氧器水箱,以保證有一定的水量(一般約為額定流量的30%)通過水泵,而不致使泵內(nèi)水溫升高而汽化。而當(dāng)給水量處于正常條件下時,關(guān)閉再循環(huán)系統(tǒng)。
以往的控制方式是由復(fù)雜的控制系統(tǒng)組成泵的保護(hù)及控制系統(tǒng)。再循環(huán)系統(tǒng)由小流量閥、止回閥、流量測量系統(tǒng)組成。系統(tǒng)中流量測量系統(tǒng)確定何時開啟或關(guān)閉再循環(huán)系統(tǒng)。 [2]
止回閥的目的是只允許水泵往外送水,而不允許水反向流回水泵。防止水泵突然停止運(yùn)轉(zhuǎn)時,高壓水反向流回水泵造成水泵倒轉(zhuǎn);小流量閥保證在再循環(huán)系統(tǒng)處于開啟狀態(tài)時高壓水經(jīng)過減壓使閥出口壓力與除氧器(或冷凝器)水箱壓力接近而不致造成除氧器(或冷凝器)水箱壓力震蕩和發(fā)生汽蝕。顯然,再循環(huán)系統(tǒng)中主要的、工作條件惡劣的無疑是小流量閥。
五、自動再循環(huán)閥工作狀態(tài)
自動再循環(huán)閥是一種自力式的三通式閥門,安裝于泵出口,用于泵的小連續(xù)流量保護(hù)。 自動再循環(huán)閥集止回、流量感知、旁通流量控制功能于一身,是1個獨(dú)立的系統(tǒng)。 它能動態(tài)感知主路流量變化,隨主路流量調(diào)整旁通流量,其工作原理可用3種狀態(tài)來描述:
當(dāng)主閥完全關(guān)閉、旁通處于完全打開位置時,此時泵處于小連續(xù)流量工況,可有效保護(hù)泵不致發(fā)生“氣蝕”;
隨著主路止回閥逐漸開啟,旁通逐漸關(guān)閉,工藝流量和再循環(huán)流量之和大于泵的小連續(xù)流量;
隨著工藝流量增加,當(dāng)主閥處于全開位置時,旁通完全關(guān)閉。 [1]
六、自動再循環(huán)閥選型要點(diǎn)
1、主路全開壓降
介質(zhì)流過閥門產(chǎn)生的壓降與閥門入口與節(jié)流處的面積比有關(guān),且在相同的流速條件下隨面積比的增大而快速增加。 因此,對于相同的工況,能達(dá)到全開的閥門實(shí)際壓降是低的。
2、 閥門類型確定
閥門類型主要依照旁路壓差確定,同時要核算主路壓降,因此需詳細(xì)核算旁路壓降。 旁路壓降為泵小連續(xù)流量下的出口壓力減去自動再循環(huán)閥旁路出口的背壓。泵小連續(xù)流量下的出口壓通過查泵廠家提供的性能曲線上的小連續(xù)流量下的揚(yáng)程,然后折算為壓差再加上泵的入口壓力獲得。自動再循環(huán)閥旁路出口的背壓 =返回罐的操作壓力 +自動再循環(huán)閥旁路出口與返回罐的位差折算的壓力 +旁路回流管線的壓力損失 +適當(dāng)余量。
3、旁路止回功能
自動再循環(huán)閥廠家可以為旁路提供止回功能但會增加成本,因此需核算是自動再循環(huán)閥內(nèi)置止回閥還是旁路管線單獨(dú)安裝止回閥,哪個更經(jīng)濟(jì)
4、閥門材質(zhì)
閥門材質(zhì)原則上不能低于泵出口管等級要求的材質(zhì),對輸送腐蝕性物料的情況,還需廠家對閥門內(nèi)件做相應(yīng)處理。
尺寸-編碼 |
壓力等級-編碼 |
連接方式-編碼 |
結(jié)構(gòu)-編碼 |
DN80 (3”)=10 DN100 (4”)=11 DN125 (5”)=12 DN150 (6”)=13 DN200 (8”)=15 DN250 (10”)=16 |
PN100 (600lbs)=6 PN160 (900lbs)=7 PN250 (1500lbs)=8 PN320 =9 PN400 (2500lbs)=0 |
F=DIN 標(biāo)準(zhǔn)法蘭 U=ANSI標(biāo)準(zhǔn)法蘭 S=焊接端口 |
V=立式安裝 H=水平安裝W=加大尺寸旁路 CS=碳鋼(W.-Nr.1.0460),ASTM A105 |
閥體裝配 |
|
件號 |
名稱 |
01 |
下閥體 |
02 |
上閥體 |
03 |
閥桿導(dǎo)向支架(上部) |
03.1 |
閥桿導(dǎo)向支架(下部) |
04 |
導(dǎo)向桿 |
06 |
彈簧 |
07 |
止回閥芯組件 |
07.1 |
止回閥瓣 |
07.2 |
閥桿 |
08 |
襯套 |
09 |
旁路殼體 |
25 |
定位銷 |
26 |
雙頭螺栓 |
27 |
雙頭螺栓 |
28 |
六角螺母 |
29 |
六角螺母 |
30 |
O型密封圈 |
42 |
導(dǎo)向環(huán) |
43 |
導(dǎo)向環(huán) |
44 |
球體 |
旁路閥組件 |
|
件號 |
名稱 |
10 |
渦流錐套組件 |
10.1 |
控制套頭 |
10.2 |
套筒座 |
11 |
控制頭 |
12 |
渦流錐 |
13 |
控制桿 |
14 |
軸銷 |
15 |
溢流套筒 |
16 |
溢流活塞 |
21 |
環(huán)型螺母 |
31 |
O型圈 |
32 |
O型圈 |
33 |
O型圈 |
33.1 |
密封圈 |
34 |
O型圈 |
34.1 |
密封圈 |
35 |
O型圈 |
35.1 |
密封圈 |
的這套小流量控制裝置由5部分組成,主要包括堵轉(zhuǎn)力矩電機(jī)、齒輪減速箱、杠桿彈簧傳動機(jī)構(gòu)、節(jié)流控制閥和控制系統(tǒng)。該裝置存在的主要問題是:小流量閥及閥內(nèi)件(圖1)使用壽命太短,運(yùn)行中漏流量太大。該閥在運(yùn)行中,長期處于漏流狀態(tài),閥芯與閥座腐蝕很快,閥體經(jīng)常外漏。把損壞的小流量閥進(jìn)行解體,發(fā)現(xiàn)閥體受到嚴(yán)重沖刷腐蝕,節(jié)流件在閥體內(nèi)的密封面和定位面被沖壞,給水在節(jié)流件外短路,使節(jié)流件失去節(jié)流作用。
給水泵小流量再循環(huán)閥,安裝在電廠鍋爐給水泵出口處,和除氧器相連,鍋爐給水泵將水從除氧器送往鍋爐,為防止給水泵過熱及防止產(chǎn)生汽蝕,給水泵的流量在任何情況下都必須大于一個基本的流量,也就是小流量,當(dāng)鍋爐給水需要流量很小時,需要及時打開小流量閥,使一部分高壓水回流到除氧器,以保證給水泵的安全運(yùn)行。
對于300MW機(jī)組,給水泵小流量參數(shù)為:
閥前:22Mpa左右
閥后:0.7Mpa左右(除氧器壓力)
閥前后壓差為全廠大,極易產(chǎn)生空化汽蝕,工況條件非常惡劣。
面對以上工況,西安秦申生產(chǎn)的STC給水泵小流量再循環(huán)調(diào)節(jié)閥采用先進(jìn)的多級節(jié)流結(jié)構(gòu),有效解決了上述問題,具有如下優(yōu)點(diǎn):
1.流體逐級降壓,流體方向不斷改變,增加流阻,防止流動液體壓差達(dá)到24MPa以上不出現(xiàn)空化。
2.閥芯5級節(jié)流,閥座密封面下側(cè)設(shè)置一個節(jié)流孔板, STC給水泵小流量再循環(huán)調(diào)節(jié)閥有串級式結(jié)構(gòu)和迷宮式結(jié)構(gòu)兩種型式。流體通過曲折通道,目的是消耗流體能量,降低流速,防止液體空化。
以改善流體流動狀態(tài),控制流速30m/S左右。
3.節(jié)流面與密封面分開,閥芯,閥芯套和節(jié)流孔板經(jīng)硬化處理,表面硬度達(dá)到HRC70左右,關(guān)閉嚴(yán)密,壽命長。
4.閥芯表面開有大缺口,即使液體含有2~3mm焊渣等固體顆粒,閥芯也不會卡死,動作靈活。