大口徑高壓差調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)

2013-11-20 王燕 重慶川儀調(diào)節(jié)閥有限公司

  針對(duì)大口徑高壓差調(diào)節(jié)閥運(yùn)行中可能出現(xiàn)的振動(dòng)和噪聲問(wèn)題,用實(shí)際工況參數(shù),采用理論計(jì)算公式、有限元軟件與流體分析軟件聯(lián)合進(jìn)行模擬和分析,提出一種優(yōu)化的降壓結(jié)構(gòu)方案。

  隨著石化工業(yè)的快速發(fā)展,流體介質(zhì)的輸送工況呈現(xiàn)出復(fù)雜化、多樣化的趨勢(shì)。調(diào)節(jié)閥在管線(xiàn)中起到節(jié)流控制的關(guān)鍵作用。為此,對(duì)閥門(mén)結(jié)構(gòu)性能的要求也提到一個(gè)非常重視的程度。為了提高能耗比,流體控制設(shè)備逐步向大型化方向發(fā)展,大口徑高壓差調(diào)節(jié)閥需求也越來(lái)越多。目前,在閥門(mén)市場(chǎng)領(lǐng)域中,國(guó)產(chǎn)大口徑高壓調(diào)節(jié)閥的生產(chǎn)供給遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足逐步增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求,特別是針對(duì)特殊工況的高壓閥,客戶(hù)端的目光多轉(zhuǎn)向進(jìn)口閥門(mén)。相比一般的調(diào)節(jié)閥,大口徑高壓差調(diào)節(jié)閥具有公稱(chēng)直徑較大、流量系數(shù)高以及伴隨著較大壓差的特點(diǎn)。如果降壓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,不僅不能很好地滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)工況需求,而且會(huì)引起較大的噪聲和振蕩,對(duì)環(huán)境造成污染的同時(shí),閥門(mén)的壽命也會(huì)大幅縮短。

  文中對(duì)本公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的一臺(tái)ANSI900、DN300高壓差調(diào)節(jié)閥的實(shí)際工況進(jìn)行了模擬計(jì)算,

  通過(guò)不同結(jié)構(gòu)的噪聲衰減情況分析,提出了一種降壓結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

  1、高壓調(diào)節(jié)閥簡(jiǎn)介

  ANSI900、DN300 調(diào)節(jié)閥參數(shù):公稱(chēng)直徑300mm,公稱(chēng)壓力ANSI900,流量系數(shù)Cv=240,介質(zhì)為天然氣,介質(zhì)溫度40 ℃;閥前壓力p1=9.35MPa,閥后壓力p2=0.4MPa,壓差值Δp=8.9MPa;閥體材質(zhì)為ASTMA216(WCC),相當(dāng)于國(guó)產(chǎn)材料ZG270-485。計(jì)算參數(shù):計(jì)算壓力p 按閥門(mén)公稱(chēng)壓力,取p=15.0MPa,閥體中腔最大直徑Dn=382mm,許用壓力[σL]=82.0MPa。

  2、閥體設(shè)計(jì)

  2.1、厚度設(shè)計(jì)

  閥體是閥門(mén)中最重要的零件之一,功能如下:①作為工作介質(zhì)的流動(dòng)通道。②承受工作介質(zhì)壓力、溫度、沖蝕和腐蝕。③閥體內(nèi)部構(gòu)成一個(gè)空間,設(shè)置閥座,以容納啟閉件、閥桿等零件。④閥體端部設(shè)置連接結(jié)構(gòu),滿(mǎn)足閥門(mén)與管道系統(tǒng)安裝使用要求。⑤承受閥門(mén)啟閉載荷和在安裝使用過(guò)程中因溫度變化、振動(dòng)、水擊等影響所產(chǎn)生的附加載荷。⑥閥門(mén)總裝配的基礎(chǔ)。

  結(jié)語(yǔ)

  閥門(mén)的降壓效果與其阻尼大小是成正比的。當(dāng)壓差過(guò)高時(shí),通過(guò)適當(dāng)增大結(jié)構(gòu)的阻尼或采用分級(jí)降壓的理論,可實(shí)現(xiàn)壓降及介質(zhì)流速的減小,從而達(dá)到改善流場(chǎng)分布、降低振動(dòng)強(qiáng)度以及削減噪音的節(jié)能目的。

  增大阻尼的方式有很多種,如增加節(jié)流孔板、采用多層套筒結(jié)構(gòu)等。在保證節(jié)流面積的前提下,減小節(jié)流孔徑,能起到很好的降噪效果。