锅炉给水调节阀的汽蚀现象及其解决措施.pdf
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1、阀 门 1 9 9 2 年 第 2期 锅炉给水调节阀的汽蚀现象及其解决措施 囊山接电厂 赣于如 广 2 ;r 摘要根 据汽 蚀的产生机理 , 运用 j研 究汽蚀的方法和定性公式 , 并结奢调 节问所在 系统和运 行工况 , 对 用于核 电厂的锅炉给水调 节阀 出现的汽蚀现象予以分析 , 找 出几个主要 因素并提 出 了解 决 和 预 防 的 有 效 办 法 。 主囊词 : 锅炉 用目调节 目汽蚀 调节阀在电厂和石 油行业等 生产 中占有十 分重要的位置 。可 是在生产 中, 由于种种原因 , 致使 阀密封 面受冲刷 和汽蚀 的共 同作 用 , 很 快 遭到破坏 。我厂 l 2 备用供热站的锅炉
2、 给水 调 节 阀 自运行 以来 , 时常发生 内漏 , 在很短的时 间 内( 1 0天 左右 ) 即失 去调节 作 用 严重 时 阀 门 支架断裂 。 为 了懈决这 个问题 , 我 们根据汽蚀 的 产生机理 , 从系统和运行工 况人手 , 找 出引起 阀 门发 生汽 蚀的几个 主要 因素 , 提 出了懈决和 预 防调 节阀汽蚀 的有效办法 。 1 汽蚀的产生机理 流体 连续性破坏或液体 中充满蒸汽 的空 间 产生和破 灭 , 称为汽蚀 。具体地 说 , 在液体 内压 力 降至接近 于该温 度下的饱 和蒸汽压力 时 , 就 会 在该处 产生汽泡 或空穴 , 这 些汽泡 或空穴 在 极 短的时间
3、内随液体穆往 高压区 , 井突然破灭 , 产生局部 高压高频 压力波 , 而疲劳侵 蚀 固体 表 面( 如叶轮叶片 , 阀门密封面和流道等) , 并 伴随 振动和噪音。 严重的大面积汽 蚀 , 会造成整个设 备的损坏 。 我们从锅炉 给水调节 阀的 阀瓣和阀座密封 面损坏情 况分析 , 发现 有水冲刷 的沟痕及 剥落 成的一个个凹坑 , 形如海棉状 , 认定为是 由于流 体冲刷和汽蚀共 同作 用所致 2 阀门汽蚀特性的试验 公式 将研究汽蚀的一种方法 流动法应 用于 阀门 , 就是 在阀门的入 口压力不变 , 降低出 口压 力, 此时通 过节流处 的流量就会增加 , 进一 步降 低出 口压力
4、, 直至流量不再增 加, 此时被称 为临 界流动状态 , 从这 一点 开始产生 汽蚀 。 继续降低 出口压力 , 阀 门全面发生汽蚀 , 从而研究阀 门的 振 动及 汽蚀破坏情况 。 汽 蚀的产 生可 用汽蚀指数 K 来确定 k 一 P I -P 一 ( 1 ) 式 中 P 汽蚀开始 时阀门两侧 的最大 压 力差 P 阀门进 口压力 P 阀门出 口压力 P 流体在某温度下的汽化压力 k 由试 验确 定 , 是特 定 阀 门的汽 蚀指 标 。 I 【 c 为 0 2 0 0 , 6 5之 间, 或者 范围更大 。它主要 与流体特性 和 阀门的结构形 式有关 , 对于调 节 阀与其正反作 用形式有
5、关 , 相对地看 , 反 作用开 启阀门 , k 要小 。 但是 , 对于某一 系统的调 节阀 产生汽蚀 的 原因 , 仅从式 ( 1 ) 分析还是不够的 。还要从系统 的构 成 , 运行工况等方面予以分 析研 究 , 找 出阀 门发生 汽蚀的原 因 , 确定解 决和预 防汽蚀 的有 效办法 。 3 阀门产生汽蚀的定性分析 式 我们从 汽蚀理论 出发 , 利用流体 力学 中的 定常不 可压缩流体 的 伯努利 方程 , 推 出阀 门汽 蚀的理论公式 ( 图 1 ) 。 ( 1 ) 由阀门的进 出口列方程 + Z1 一 P2十 , V 2 2 + z2 + h ( 2 ) 式 中V 、 V 进 出
6、口平均流速 z 、 Z 进 出 口管 中心线相对于 某一 维普资讯 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载 1 9 9 2年 第 2期 阀 门 基准面的高度 m、 进 出 口流体 动能修 正系数 Y 流体重度 某开度 下的总压头损失 LI Vt I + J - i + 锾 + f D t 、 f 进 出 口沿程摩擦 系数 D 、 D: 进出 口通径 nh 进出 I : I 局部压头损 失系数 世ZJ zz 图 1 调节 髑结构 若 设 D1 一D2 、 Z1 =z 2 、 f D 1 f D 2 =f D ( 如直通 式 调节 阀) 对于工 业管遭取 a 。 =啦
7、 1 。 根 据流 体的连续性方程 A V1 一A z V 2 , 得 V - 一v =V。 设 L +L L( L为 阀 门两端 结构 长度 ) , 则 从 式 ( 2 ) 可 得 V 2 2 g P 1 - P2 。吉 + + 壹 ( 3 ) 根 据流体 的连续性方程 , 对单阀座调节 阀, V( 、 D Do ) 对双阀座调节 阀 , V= 百 D o ) 。式 中 Do 为某开度 下节 流处最 小流束 垂直截 面的相 当直径 。 对双 阀座调节阀 , 假设其上下密封面具 有相 同节流 面积 ( 同步 ) 。 V o 为通过 阀门最小流 束处的 流速 。 ( 2 ) 由阀门最小流束处至出
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