離心泵最小流量閥結(jié)構(gòu)設(shè)計與選用原則(共14頁)

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 離心泵最小流量閥結(jié)構(gòu)設(shè)計與選用原則 標題：離心泵最小流量閥結(jié)構(gòu)設(shè)計與選用原則 來源：互聯(lián)網(wǎng) 圖1? 常開式：20%~30%額定流量的水做常流水再循環(huán)浪費能源。 ???離心泵在工業(yè)中普遍使用，但離心泵在低流量低負荷運行時，容易發(fā)生汽蝕現(xiàn)象，出現(xiàn)不穩(wěn)定運行狀況，并產(chǎn)生噪聲震動，這對離心泵是非常有害的。因此離心泵最小流量再循環(huán)回路的合理設(shè)計，對離心泵的安全經(jīng)濟運行至關(guān)重要。 ??? 離心泵最小流量要求 ???泵的最小流量是對出口而言的，當泵出口流量小于泵的最小流量時，需要增加流量，直到出口流量滿足，泵才可以正常使用。 ???

2、NPSHa——有效汽蝕余量，只取決于裝置的倒灌高度和吸水管的阻力，而與水泵本身無關(guān)。 ??? Pd——水箱（除氧器）內(nèi)壓力。 ??? Pv——給水泵入口水溫對應(yīng)的飽和壓力。 ??? ρ——給水泵進口水的密度。 ??? g——重力加速度。 ??? Hg——除氧器水箱內(nèi)水位到給水泵中心線的高度，也稱倒灌高度。 ??? h1——吸水管內(nèi)的流動損失壓頭。 ???NPSHr——必需汽蝕余量，是由泵本身決定的，同吸入裝置無關(guān)。無論裝在什么不同的系統(tǒng)中，泵的NPSHr都保持不變。NPSHr是為了保證泵不發(fā)生汽蝕，要求泵進口處單位重量液體所具有的超過汽化壓力水頭的富裕能量，即要求裝

3、置提供的最小汽蝕余量。 圖2? 傳統(tǒng)再循環(huán)回路控制系統(tǒng)。 ???如果NPSHa=NPSHr，則泵處于汽蝕工況；如果NPSHa＜NPSHr，則泵嚴重汽蝕；如果NPSHa＞NPSHr，則表示泵無汽蝕。 ??? 由此看出裝置汽蝕余量（NPSHa）小于必需汽蝕余量（NPSHr），是泵發(fā)生汽蝕的直接原因。 ???為了保證離心泵在低負荷下的正常工作，避免發(fā)生汽蝕，通常在離心泵出口處設(shè)置最小流量再循環(huán)回路。當系統(tǒng)在啟動、間歇運行或低負荷運行時，最小流量再循環(huán)旁路打開，使一部分給水從旁路直接打回水箱，增大了給水泵流量，從而避免給水泵汽蝕。一般再循環(huán)流量占給水泵額定流量的25%~30%，通常

4、制造廠在離心泵曲線中給出這個數(shù)值。 ??? 離心泵最小流量再循環(huán)回路 ??? 離心泵再循環(huán)回路有三種基本形式： ??? 1.常開再循環(huán)模式 ???常開再循環(huán)模式是最簡單的常見形式（圖1）。在再循環(huán)回路中設(shè)置一臺手動節(jié)流閥，將手動節(jié)流閥設(shè)置一固定的開度，離心泵工作中讓額定流量的25%~30%（最小流量）通過手動節(jié)流閥返回到水箱中。 圖3? 集成經(jīng)濟型自動再循環(huán)系統(tǒng)。 ???這種系統(tǒng)的優(yōu)點是系統(tǒng)構(gòu)成簡單，初始投資成本低廉。缺點是閥門處于常開狀態(tài)，始終有25%~30%的流量通過再循環(huán)回路回流造成能源浪費，并且需要選擇更大額定流量的離心泵以滿足實際流量的要求。其次是節(jié)流閥不

5、是調(diào)節(jié)閥，長期處于流體沖刷狀態(tài)，閥門損壞很快。維修成本及運行成本高。 圖4?HORA公司作的流體動態(tài)分析顯示，當減壓過程流速過高時出現(xiàn)超臨界現(xiàn)象，閥件極易受到破壞（紅色區(qū)域為超臨界狀態(tài)）。 ???2.傳統(tǒng)控制型 ??? 典型的離心泵最小流量再循環(huán)回路由下列主要環(huán)節(jié)構(gòu)成： ??? ■流量測量單元（圖2-1）：用于流量檢測。 ???■最小流量控制閥（圖2-2）：安裝在再循環(huán)回路上，用于調(diào)節(jié)再循環(huán)流量，實現(xiàn)流體從泵出口的高壓狀態(tài)到水箱（圖2-3）低壓狀態(tài)的減壓過程。 ???■逆止閥（圖2-4）：工業(yè)系統(tǒng)中常常使用兩個以上的給水泵并聯(lián)使用，實現(xiàn)安全備用，防止流體逆流損壞備用

6、泵。 ??? ■控制單元（圖2-5）：當流量等于或者低于泵需要的最小流量時，控制再循環(huán)流量控制閥開啟。 圖5? 多級減壓過程壓力分布曲線。 ???■背壓器（2-6）：用于建立再循環(huán)閥后管道至水箱之間的壓力，避免汽蝕閃蒸工況發(fā)生在管道之中，破壞管道，產(chǎn)生氣阻流路不暢，引起管道震動。建議背壓器盡量靠近水箱（除氧器）一側(cè)安裝。 ???當工藝系統(tǒng)中要求減少給水流量時，給水泵出口控制閥（圖2-7）逐漸關(guān)閉，流經(jīng)水泵的流量逐漸降低，當流量計檢測出流量低于泵需要的最小流量時，控制系統(tǒng)輸出控制信號，控制閥門開啟。此時高壓水經(jīng)再循環(huán)閥回到水箱中，通常來說需要多級減壓。 ??? 3.集成一

7、體化型 ???能否將流量測量功能，再循環(huán)旁路減壓功能，逆止閥及控制回路設(shè)計集成在一只閥門中簡化再循環(huán)回路呢？這樣的閥門能否工作呢？答案是肯定的。數(shù)萬只德國HORA公司的集成型閥門已經(jīng)連續(xù)安全工作了數(shù)年。 圖6? 多級減壓籠式結(jié)構(gòu)。 ???這種簡潔的再循環(huán)回路設(shè)計，具有穩(wěn)定的工作表現(xiàn)及良好的經(jīng)濟效益，大大降低了設(shè)備初期投資成本。 ??? 最小流量再循環(huán)工況對閥門設(shè)計的要求 ???最小流量再循環(huán)工況的特點及對閥門的要求是什么？我們首先從閥門損壞的機理分析。歸納起來有三種： ??? ■結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，選材不當，加工工藝落后：此類錯誤屬于低級錯誤，我們在此不做討論。 ?

8、?? ■沖蝕破壞：統(tǒng)計顯示，除第一種原因損壞外，70％的閥門是由于沖蝕而損壞的。 ???特別是處于高壓差的工況條件下，閥門在開啟與關(guān)閉瞬間產(chǎn)生縫隙（我們稱為“縫隙開度”）的情況下，極易產(chǎn)生超臨界現(xiàn)象,閥芯與閥座在極具破壞力的條件下被沖蝕損壞。給水泵最小流量再循環(huán)工況就是這種典型的實際工況，百萬級機組給水泵壓力常常會達到400bar的壓力，而水箱（除氧器）壓力僅僅15bar。 圖7? 多級減壓拋物面結(jié)構(gòu)。 ??? 汽蝕破壞 ???另外一種常見的閥門損壞形式為汽蝕破壞。根據(jù)伯努利方程得知，流體流過節(jié)流元件時流速增加，壓力下降，流過截流元件后，在相對寬敞的下游流道中流速下降，壓力

9、回升，當采用多級減壓技術(shù)時，通過設(shè)計節(jié)流元件，控制每一級節(jié)流處的壓力，均高于此溫度下的飽和蒸氣壓力。如果減壓級數(shù)不夠，經(jīng)過節(jié)流元件時下降的壓力低于該溫度下的飽和壓力，此時流體中產(chǎn)生氣泡，我們稱之為空化現(xiàn)象，如果保持這個壓力，在流體中產(chǎn)生的氣泡不易破裂，而是夾在流體中形成“二相”流狀態(tài)，此現(xiàn)象通常稱此為“閃蒸”?！伴W蒸”一般不會對節(jié)流元件產(chǎn)生破壞，但會產(chǎn)生氣阻擴容，使流通能力降低，并具有產(chǎn)生噪聲和震動的可能。但當流體經(jīng)過節(jié)流元件后，回升的壓力高于該流體在此溫度下的飽和壓力時，汽泡會爆裂并釋放出巨大的能量，對閥座、閥芯等節(jié)流元件產(chǎn)生破壞，此現(xiàn)象稱之為汽蝕。據(jù)測算氣泡爆裂時的瞬時壓力高達3000ba

10、r，現(xiàn)有的工程材料均難以抵抗其破壞力。這是閥門損壞另外一種原因。 ??? 離心泵最小流量再循環(huán)工況具備上述兩種閥門破壞形式。其中熱水泵系統(tǒng)，更是典型。 ??? 再循環(huán)閥的結(jié)構(gòu)形式 ???最小流量再循環(huán)閥門的正確設(shè)計與選用，對離心泵安全可靠經(jīng)濟運行非常重要。針對德國HORA公司生產(chǎn)的4種不同結(jié)構(gòu)的最小流量循環(huán)閥進行分析。 圖8? 多級減壓開關(guān)型最小流量閥 ??? 1.多級減壓籠式結(jié)構(gòu) ???針對汽蝕及縫隙開度的沖蝕兩種典型的破壞形式，HORA特別設(shè)計了此種結(jié)構(gòu)的閥門。其中最高可達9級的減壓結(jié)構(gòu)，可以將500bar的壓力逐級減壓降低到水箱（除氧器）所需要的壓力（~12b

11、ar），讓每一級壓力降都高于飽和壓力，避免了汽蝕對閥門的破壞。而針對最致命的縫隙開度所造成的沖蝕破壞，設(shè)計中使用了兩級密封結(jié)構(gòu)（主密封面和輔助密封面）。在閥門開啟階段，首先開啟主密封面（1）2~3mm，此時輔助密封面（2）處于關(guān)閉狀態(tài)，介質(zhì)不能流動。當主密封面繼續(xù)開啟時，輔助密封面開啟，因此主密封面不存在縫隙開度過程。關(guān)閉階段同開啟階段相反，先關(guān)閉輔密封面，然后關(guān)閉主密封面。這種巧妙的設(shè)計既實現(xiàn)了惡略工況下的密封要求，又避免了縫隙開度對閥門主密封面的沖蝕，從而延長了使用壽命。而金屬密封是閥門長期在高溫狀態(tài)下運行的可保證靠。 ???2.多級減壓拋物面結(jié)構(gòu) ???傳統(tǒng)經(jīng)濟性的多級減壓拋物面

12、結(jié)構(gòu)，將減壓過程分散到各級節(jié)流面上，可以承受220bar的減壓過程，特點是可靠經(jīng)濟，屬于調(diào)節(jié)型最小流量閥結(jié)構(gòu)。 圖9? 集成功能型泵自動再循環(huán)閥。 ??? 3.多級減壓開關(guān)型最小流量閥 ???在再循環(huán)流量不需調(diào)節(jié)控制時，可以使用多級減壓開關(guān)型最小流量閥。該閥門內(nèi)部設(shè)置了6級碟狀減壓孔板結(jié)構(gòu)，介質(zhì)連續(xù)穿過減壓堞板，實現(xiàn)多級減壓過程。此種閥門的特點是結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、具有較好的經(jīng)濟性。 ???4.集成功能型泵自動再循環(huán)閥 ???這種閥門集成了流量測量，再循環(huán)減壓，旁路自動開啟控制調(diào)節(jié)以及逆止回閥等多功能。它的工作過程是：高壓液體經(jīng)過閥門入口進入閥體，閥芯（1）設(shè)計成可以檢

13、測流量的測量型結(jié)構(gòu)。當閥芯測量出流量低于泵需要的最小流量時，設(shè)置在閥門右側(cè)機械聯(lián)動裝置（2）通過閥桿（3）帶動再循環(huán)旁路閥（4）開啟旁路。旁路的開度是通過稱之為“機械計算器”的機械聯(lián)動裝置計算得出的，與檢測出的流量相對應(yīng)。部件（5）是逆止閥，當流體通過閥門出口逆行進入閥體時，逆止閥工作。 ??? 閥門的選用原則 ???最小流量再循環(huán)閥具有多種結(jié)構(gòu)形式，正確選用合適的閥門，對安全經(jīng)濟的使用給水泵至關(guān)重要。具體選用原則見上表。 ???綜上所述，設(shè)計選用泵最小流量再循環(huán)系統(tǒng)，既需要考慮技術(shù)的可行性，還要考慮建設(shè)使用成本的經(jīng)濟性，適合你的系統(tǒng)才是最佳解決方案。 ??? 相關(guān)鏈接

14、 ???德國霍拉調(diào)節(jié)閥公司成立于1967年，公司位于德國中西部的魯爾工業(yè)區(qū)，是歐洲最大的高溫高壓調(diào)節(jié)閥生產(chǎn)商之一。產(chǎn)品主要有蒸汽減壓閥、最小流量調(diào)節(jié)閥、泵自動再循環(huán)閥等高溫高壓調(diào)節(jié)閥以及電動和氣動執(zhí)行器，每年有超過60%的產(chǎn)品出口到世界各地?；衾旧a(chǎn)的調(diào)節(jié)閥主要應(yīng)用及服務(wù)電力、石化、冶金、建材等工業(yè)領(lǐng)域，主要客戶有西門子、ABB、ESSO石油、BASF、KSB泵等公司。 ???憑借近40年的設(shè)計制造經(jīng)驗，霍拉從德國霍爾特走向歐洲及世界市場并成為世界著名的鍋爐與電力制造商以及測量與控制公司的合作伙伴，并成為德國大電站制造商協(xié)會（VGB）成員。2000年，霍拉公司正式進入中國大陸。

15、 　 那是心與心的交匯，是相視的莞爾一笑，是一杯飲了半盞的酒，沉香在喉，甜潤在心。 　我無所謂成功不成功，但我在乎我自己的成長；我無法掌握別人，但我可以掌握自己。 　　我唯一能把握的，是我會一直盡力走下去，不為了別人，為了給自己一個交代。 　　這個世界上有太多的事情是我們無法掌握的，你不知道誰明天會離開，你不知道意外和你等的人誰先到來。 　　最可怕的是因為怕失去而放棄擁有的權(quán)利。 　　我們都會遇到很多人，會告別很多人，會繼續(xù)往前走，也許還會愛上那么幾個人，弄丟那么幾個人。 　　關(guān)鍵

16、在于，誰愿意為你停下腳步？ 　　對于生命中每一個這樣的人，一千一萬個感激。有一些人、一些事是不需要理由的： 　　比如天空的顏色； 　　比如連你自己都不知道為什么會喜歡上的那個人； 　　比如昨天擦肩而過的人變成了你今天的知己。 　　夢想這東西，最美妙的在于你可以制造它，重溫它。 　　看一本書，聽一首歌，去一個地方，夢想就能重新發(fā)芽，那個在你體內(nèi)扎根的與生俱來的夢想。 　　我們唯一能把握的事情是，成為最好的自己，我們可以不成功，但是我們不能不成長，沒有什么比背叛自己更可怕。 　　你唯一能把握的，是變成最好的自己。 　　也許你最后也沒能牽到那個人的手，但是你付出了就不會有遺憾； 　　也許最后你也只是默默無聞，但你曾經(jīng)為了將來努力地奮斗了一把； 　　也許你最后也沒能環(huán)游世界，可是你在實現(xiàn)夢想的途中找到了自己。 　　那是能夠為了一個目標默默努力的自己，不抱怨，不浮躁，不害怕孤單，沉默卻又努力的自己。 　　說不定你想要苦苦追尋的夢想，已經(jīng)握在你手中了。 專心---專注---專業(yè)