蒸汽鍋爐給水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用

陳彬雅

【摘? 要】現(xiàn)階段，隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也有了很大的進(jìn)步，對(duì)現(xiàn)代化建設(shè)的要求也越來(lái)越高。在蒸汽鍋爐給水系統(tǒng)中，變流量給水系統(tǒng)極為普遍，然而實(shí)際工程中，變流量空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)監(jiān)而不控、控而不優(yōu)的情況，這與控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥有著直接的聯(lián)系。調(diào)節(jié)閥作為系統(tǒng)的一個(gè)控制中的執(zhí)行器，在流量調(diào)解中起著調(diào)節(jié)和控制流量的作用。調(diào)節(jié)閥作為系統(tǒng)一個(gè)控制環(huán)節(jié)，它選擇的正確與否直接關(guān)系到變流量給水系統(tǒng)是否能夠正常運(yùn)行。在給水系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥流量特性及閥權(quán)度的選取十分重要，在應(yīng)用時(shí)應(yīng)充分了解閥門特性及管路阻力分布情況，使調(diào)節(jié)閥的工作特性滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求，從而達(dá)到節(jié)能降耗，安全運(yùn)行的目的。

【關(guān)鍵詞】蒸汽鍋爐;給水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥;應(yīng)用

引言

根據(jù)鍋爐的使用特性及《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》制定的有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，鍋爐所用的水必須是軟質(zhì)水，且水質(zhì)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，如汽水兩用鍋爐及蒸汽鍋爐所用的水必須提前在爐外經(jīng)過(guò)化學(xué)處理。

1概述

蒸汽鍋爐給水自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是鍋爐基本調(diào)節(jié)系統(tǒng)之一，它是控制鍋爐汽包水位、三沖量調(diào)節(jié)的關(guān)鍵因素，是確保鍋爐安全運(yùn)行的一個(gè)不可缺少的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。給水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是鍋爐給水自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的一個(gè)重要的部件，它的性能直接影響到調(diào)節(jié)系統(tǒng)工作的可靠性和自動(dòng)化的程度。調(diào)節(jié)閥的性能取決于與系統(tǒng)的壓差配合，而前提關(guān)鍵在于調(diào)節(jié)閥節(jié)流件的型線設(shè)計(jì)，是指把調(diào)節(jié)閥的流通面積按照一定的比例（直線、等百分比、拋物線、快開(kāi)等）分配到各個(gè)行程上的設(shè)計(jì)中去，這種比例就是要使調(diào)節(jié)閥在調(diào)節(jié)過(guò)程中和變化的壓差相適應(yīng)。目前普遍存在的一個(gè)問(wèn)題是，很多人忽略了給水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥權(quán)度對(duì)其調(diào)節(jié)性能的影響，導(dǎo)致在某些情況下閥門的流量特性不按既定行程，使閥門的調(diào)節(jié)性能大為下降。

2電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的技術(shù)參數(shù)

閥體本身及其驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)共同稱為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥?？刂破魍ㄟ^(guò)改變輸出信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥門的開(kāi)口度，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)水流量，進(jìn)而調(diào)節(jié)和控制換熱器中的換熱量。我們?cè)谠O(shè)計(jì)鍋爐系統(tǒng)并對(duì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行選型時(shí)必須考慮以下技術(shù)參數(shù)：閥門內(nèi)徑、流量特性曲線、流通能力（即Kv）、關(guān)閉最大壓差、閥權(quán)度等。

調(diào)節(jié)閥閥芯完全打開(kāi)時(shí)閥門的流通能力最大，可獲得最大Kv值，即Kvs;當(dāng)調(diào)節(jié)閥閥芯完全關(guān)閉時(shí)，水流量為0，此外閥芯處于其它位置時(shí)，與之對(duì)應(yīng)的閥門流通能力表示為Kv。

2.1流量特性曲線

閥門的流量特性曲線能夠反映閥門相對(duì)開(kāi)口度與相對(duì)流量的關(guān)系，指的是當(dāng)閥門開(kāi)口度由0逐步開(kāi)至100%時(shí)的每一個(gè)開(kāi)口度所對(duì)應(yīng)的水流量所構(gòu)成的曲線。電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在正常工作時(shí)，閥門進(jìn)出口的壓差在不斷發(fā)生改變，此時(shí)閥門的能量特性叫做閥門的工作流量特性。在理想狀態(tài)下，當(dāng)閥門兩端壓降恒定不變時(shí)所得到的閥門流量特性叫做理想流量特性。通常調(diào)節(jié)閥理想的流量特性包括快開(kāi)特性、等百分比特性及線性特性等。調(diào)節(jié)閥的理想流量特性指的是在理想狀態(tài)下閥門壓降恒定時(shí)的流量特性。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，如果未安裝壓差控制器，調(diào)節(jié)閥的壓降是時(shí)刻變化的，也就是說(shuō)調(diào)節(jié)閥在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)到完全打開(kāi)，閥門的壓降不是恒定的，因此此時(shí)的流量特性已產(chǎn)生變化。而且閥權(quán)度不同時(shí)，閥門在實(shí)際工作時(shí)的流量特性也是不同的，且閥權(quán)度越小，流量特性偏離就越大。

2.2閥權(quán)度

電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的閥權(quán)度指調(diào)節(jié)閥全開(kāi)時(shí)兩端的壓降與調(diào)節(jié)閥全關(guān)時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)兩端的壓降之比。理論上，這個(gè)值越大越好，表明閥門能夠?qū)α髁窟M(jìn)行有效調(diào)節(jié)從而對(duì)換熱器換熱量進(jìn)行有效控制。閥權(quán)度是衡量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)性能的重要指標(biāo)。電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的閥權(quán)度大小，影響其工作流量特性，關(guān)系到系統(tǒng)的調(diào)節(jié)質(zhì)量。閥權(quán)度越小，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)質(zhì)量越差。

3影響分析

3.1對(duì)閥門壽命的影響

通過(guò)給水降壓試驗(yàn)可知，調(diào)節(jié)閥閥門開(kāi)度由原來(lái)的10%～20%的可調(diào)區(qū)間擴(kuò)大到30%～70%的經(jīng)濟(jì)可調(diào)區(qū)間，有利于延長(zhǎng)閥門的使用壽命。閥門開(kāi)度小，閥芯密封面離節(jié)流口近，有損于閥芯密封面，節(jié)流間隙小，流速大，沖刷厲害，急劇的流速、壓力變化，超過(guò)閥的剛度時(shí)，閥穩(wěn)定性差，甚至產(chǎn)生嚴(yán)重振蕩，嚴(yán)重影響閥的使用壽命。

3.2工作原理介紹

系統(tǒng)中共設(shè)有兩套軟化水處理設(shè)備，其基本參數(shù)為YCT112-4B，Q=5～6 t/h，N=0.75 kW，出水硬度不高于0.03mmol/L。該系統(tǒng)中還設(shè)有兩套鹽罐和兩套樹(shù)脂罐，均為開(kāi)1備1，將由普通自來(lái)水供給的自來(lái)水軟化處理后輸送至軟化水箱，然后軟化水通過(guò)冷凝水泵進(jìn)入除氧器，在除氧器中經(jīng)過(guò)相應(yīng)處理，最后注入鍋爐鍋筒內(nèi)。在整個(gè)軟化水處理系統(tǒng)中，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥能夠控制自來(lái)水的流量。整個(gè)系統(tǒng)及處理工藝較為復(fù)雜，現(xiàn)僅將其處理原理繪制如下：

在以往的軟化水處理系統(tǒng)中，如圖1所示，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的安裝位置為系統(tǒng)的主給水管路，系統(tǒng)在工作過(guò)程中，當(dāng)軟化水箱的液位達(dá)到設(shè)定高度時(shí)，水箱內(nèi)安裝的液位傳感器便會(huì)發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)，該信號(hào)傳給電動(dòng)調(diào)節(jié)閥后，調(diào)節(jié)閥關(guān)閉并停止給水。然而系統(tǒng)中的樹(shù)脂罐需繼續(xù)對(duì)自來(lái)水沖洗軟化，并為鍋爐不間斷地提供軟化水，就必須有自來(lái)水供給。因此電動(dòng)調(diào)節(jié)閥關(guān)閉后，樹(shù)脂罐就會(huì)因缺水而停止工作，從而影響整個(gè)系統(tǒng)的工作效率。為改善軟化水系統(tǒng)的工作性能，我們將電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的安裝位置改在軟化樹(shù)脂罐的出水口上。

在改進(jìn)后的軟化水處理系統(tǒng)中，當(dāng)軟化水箱液位達(dá)到標(biāo)定值時(shí)，液位傳感器發(fā)出信號(hào)并傳給電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，樹(shù)脂罐不再向軟化水箱供水，而在軟化樹(shù)脂罐中，依然有自來(lái)水供應(yīng)，此時(shí)樹(shù)脂罐可繼續(xù)進(jìn)行沖洗軟化工作，這樣系統(tǒng)可持續(xù)不斷地向鍋爐提供軟化水。

3.3常見(jiàn)故障分析及處理

①電機(jī)不轉(zhuǎn)。電機(jī)線圈燒毀。若腐蝕性氣體或水進(jìn)入電機(jī)后，就會(huì)使電機(jī)線圈短路而燒毀，若電機(jī)轉(zhuǎn)子抱死，電機(jī)線圈電流過(guò)大，使得線圈發(fā)熱，從而導(dǎo)致電機(jī)燒毀。判斷診斷方法：采用電阻儀測(cè)量電機(jī)引出線之間的電阻值，若電阻接近零或趨于無(wú)窮大均說(shuō)明電機(jī)線圈燒毀。②兩個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)位置不當(dāng)。當(dāng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)作時(shí)，帶動(dòng)反饋連桿移動(dòng)，行程至零點(diǎn)和滿度時(shí)，微動(dòng)開(kāi)關(guān)應(yīng)關(guān)閉，使電流不會(huì)流過(guò)電機(jī)，從而達(dá)到保護(hù)電機(jī)的目的。如微動(dòng)開(kāi)關(guān)位置過(guò)開(kāi)，使閥桿動(dòng)作已達(dá)零點(diǎn)或滿度時(shí)仍不能斷開(kāi)，電流繼續(xù)通過(guò)電機(jī)，但此時(shí)電機(jī)已無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，將會(huì)造成電機(jī)堵轉(zhuǎn)燒壞。處理方法是移動(dòng)微動(dòng)開(kāi)關(guān)位置，使之與閥桿行程位置相對(duì)應(yīng)。③電動(dòng)調(diào)節(jié)閥一動(dòng)作就引起保險(xiǎn)絲熔斷。原因分析：電機(jī)線圈絕緣漆脫落，導(dǎo)致繞組和閥體短接，啟動(dòng)電流過(guò)大;使用的分相電容過(guò)大，使得啟動(dòng)電流較大。故障診斷方法：采用交流電流表測(cè)量電機(jī)啟動(dòng)電流，觀察啟動(dòng)電流是否正常。

3.4更換鍋爐省煤器管的材質(zhì)，提高其承壓能力

鍋爐省煤器是：利用高溫?zé)煔獾挠酂釡囟燃訜徨仩t給水溫度的熱交換設(shè)備。原省煤器的形式為：鑄鐵翼型。外型：150×150mm;內(nèi)徑：Ф60mm;長(zhǎng)250mm。結(jié)構(gòu)形式為：總共72根省煤器管疊放在一起分成三組，每組的出入口管分別與出入口聯(lián)箱連接，聯(lián)箱的入口管與給水調(diào)節(jié)閥相連，出口管進(jìn)入鍋爐，受熱面積為：312m2。只要將省煤器易產(chǎn)生沖擊的第一組入口鑄鐵管材質(zhì)更換為：Ф60mm的鍋爐無(wú)縫鋼管，就可以提高省煤器的承壓能力，保證鍋爐正常運(yùn)行。

結(jié)語(yǔ)

等百分比特性閥門，在管路阻力及閥門閥權(quán)度的共同作用下出現(xiàn)畸形，使相對(duì)流量與相對(duì)行程接近線性關(guān)系，而給水定壓越高，系統(tǒng)阻力越大，閥門相對(duì)開(kāi)度相同的情況下流量越大，在不影響鍋爐安全運(yùn)行的前提下，降壓運(yùn)行，節(jié)電節(jié)能。

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