阀门与节能.pdf

文章编号 100225855 2007 0120033203 作者简介王朝晖1969 - ,男,副教授,从事油料储运专业的教学、科研工作。 阀 门 与 节 能 王朝晖,耿光辉,宋生奎 徐州空军学院航空油料物资系,江苏 徐州221000 摘要 分析了管道运输过程中节流调节的弊端,阐述了减少节流调节的措施,提出了将节能 作为选用阀门的重要指标之一,介绍了两种新型节能阀门。 关键词 阀门;节流;节能;动态平衡 中图分类号 TH134 文献标识码 B Valves and saving energy WANG Zhao2hui , GENG Guang2hui , SONG Sheng2kui Xuzhou Air Force college of P. L. A , 221000 Abstract This paper analyzes shortage of regulating the flow , expatiates measures about how to re2 duce regulating the flow ; advises regarding saving energy as important factor of selecting valves; in2 troduces two new type energy2saving valves. Key words valve ; regulating the flow ; saving energy; homeostasis 1 概述 阀门是流体管路的控制装置,其基本功能是接 通或切断管路介质的流通,改变介质的流动方向, 调节介质的压力和流量,保护管路和设备的正常运 行。随着现代科学技术的发展,阀门在工业、建 筑、农业、国防、科研以及人民生活等方面使用日 益普遍,现已成为人类活动各个领域中不可缺少的 通用机械产品。如一套现代化的石油化工装置就需 上万只阀门,一座现代化住宅楼也需上千只阀门。 由于阀门使用或选用不合适造成能耗增加的问题逐 渐引起人们的重视。 2 分析 211 节流调节 节流调节就是在管路入口泵的出口安装节 流阀,通过改变阀门的开度调节管路中介质的流量 或压力。 节流调节的实质是改变管路的阻力,改变管 路特性曲线的陡度,实现改变工作点的目的。 如图1 所示,阀门全开时工作点为M ,当阀门关小时,阀门 的阻力变大,管路特性曲线由 Ⅰ变为 Ⅰ ′,工作点移 到A点,若阀门出口关得更小,流量再减小,损失增 加更大。 工作点为M时,流量为QM,势能为HM,减 小流量后,工作点为A时,流量为QA,势能为HA, 由图1可以看出,减小流量后附加的节流损失为 △hj HA-HB 相应多消耗的功率为 △N γQA△hj 1000ηA ,kw 图1 节流调节 很明显,这种调节方式不经济,而且只能在小 于设计流量一方调节。但这种调节方法可靠,简单 易行,故仍被广泛地应用于中小功率的泵上。此 外,泵的特性曲线越陡,则效率降低越厉害,因 332007年第1期 阀 门 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 此,比转数越大的泵,越不宜采用节流法调节流 量。 212 减小节流调节的措施 由于对管网阻力计算有误差与实际相比普遍 偏高10 以上 , 又考虑计算压力和流量的工艺要 求,或选择泵及电机无适宜的规格,只能选择高参 数配置的设备,造成多数泵的工作流量远低于额定 流量,工作压力远高于额定压力。因此现场多采用 阀门节流来调节流量,以满足那些不断变更流量的 要求。据统计这种节流方式浪费了20 以上的能 源。根据国内外介绍的经验,采用变速调节及切割 叶轮外径可以避免节流损失。其中变速调节适用于 变工况的情况,切割叶轮外径适用于固定工况的情 况。 1变速调节 变速调节是在管路特性曲线不 变的情况下,通过变速来改变泵的性能曲线,从而 改变泵工作点的调节方式图 2 。对于负载转矩 与转速成二次方关系的离心泵,变速调节节能效益 最显著。变速调节范围不宜太大,通常最低转速不 小于额定转速的50 ,一般为10 ～70 。当转 速低于额定转速的50 时,泵工作效率下降明显。 选择变速调节装置时,要考虑技术和经济诸方面的 因素,综合分析比较,择优而行,以求得最大的经 济效益。考虑到我国当前调速装置的生产水平、供 货情况、维修能力和节约能源的要求,应因地制 宜,选择一种调速装置,把应该节约的电能节约下 来。 图2 变速调节 2切割叶轮外径 对于工艺参数基本稳定, 而泵选用过大,现场采用关小阀门来调节流量,造 成泵的工作流量远低于额定流量,工作压力远高于 额定压力的情况,可以采用切割叶轮外径的方式调 节。将离心泵叶轮外径减小,可使在同一转速下泵 的特性曲线改变,从而改变泵的工作点。图3为某 一泵在允许降低效率 △ η范围内的切割,曲线 Ⅰ 为 切割前泵的特性曲线, AB是降低效率 △ η范围内 的工作段。Ⅱ 为切割后泵的特性曲线, CD为切割 后降低效率 △ η范围内的工作段, ABCD围成的四 边形为泵的工作范围。采用切割叶轮的方法,并在 允许效率下降范围内,将泵的应用范围从AB段扩 大到了整个ABCD工作区。 图3 切割叶轮外径 3 阀门选用 311 阻力系数 阀门通径相同,其结构型式不同,介质通过流 体受到的阻力也不一样。在相同条件下,阀门的阻 力系数越大,流体通过阀门的水头损失越大,能耗 越高。阀门的阻力系数越小,流体通过阀门的水头 损失越小,能耗越低。因此,从节能方面考虑,在 满足工艺要求的前提下,应尽量选用阻力系数小的 阀门。 闸阀的阻力系数在011～015的范围内。口径 大的闸阀,阻力系数为012～015。缩口闸阀阻力 系数大一些。截止阀的阻力系数一般在4～7之间, Y型截止阀直流式阻力系数在115～2之间, 锻钢截止阀阻力系数可达8。止回阀的阻力系数与 结构有关。旋启式止回阀通常为018～2 ,其中多 瓣旋启式止回阀的阻力系数较大,升降式止回阀阻 力系数高达12。旋塞阀的阻力系数通常为014～ 112。隔膜阀的阻力系数一般在213左右。蝶阀的 阻力系数一般在015以内。球阀的阻力系数一般在 011左右。 312 疏水阀 疏水阀是从贮有蒸汽的密闭容器内自动排出凝 结水,同时保持不泄漏新鲜蒸汽的一种自动控制装 置,在必要时也允许蒸汽按预定的流量通过。蒸汽 43 阀 门 2007年第1期 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 广泛地应用于工农业生产和生活设施中,无论在蒸 汽的输送管道系统,还是利用蒸汽进行加热、干 燥、保温、消毒、蒸煮、浓缩、换热、采暖或空调 等工艺过程中所产生的凝结水,都需要通过蒸汽疏 水阀排除干净,而不允许蒸汽泄漏掉。蒸汽疏水阀 是蒸汽使用系统的重要附件,其性能的优劣,对于 系统的正常运行,设备热效率的提高及能源的合理 利用等具有重要作用。 选好疏水阀是一项重要的节能措施。因此,要 根据不同的工况条件选择合适的疏水阀。在需要立 即排除凝结水的场合,如涡轮蒸汽机、蒸汽泵、蒸 汽主管道等,不宜采用有过冷度的疏水阀,如脉冲 式疏水阀和热静力波纹管式疏水阀。凝结水低于额 定最大排水量15 时,不应选用脉冲式疏水阀, 因为在这种条件下,蒸汽容易从排泄孔流失。间歇 操作的室内蒸汽加热设备和管道,需选用排气性能 好的疏水阀,如倒吊桶式或热静力型疏水阀。室外 工作的疏水阀,一般不宜选用机械型疏水阀。在必 须选用时,应有防冻保护措施。 4 新型节能阀门 411 特种节能自控阀门 HZ141T H系列电磁-液气 动缓闭闸 阀适用于工业管路各级泵站和高层建筑的加压给水 系统中,作启闭设备使用,使用该阀时,可取消机 泵组常设的止回阀、电动闸阀和水锤消除器等,具 有一阀多用,节能,节资,简化控制系统的作用。 该阀依靠自身管内介质压力作动力源,在PLC电 控设备的配合使用下,可实现自动控制、远距离控 制、集中控制及泵阀一体化控制。因此,简化了操 作程序,并且该阀在水泵电机突然停电时,能自动 先快后慢地关闭。由于关阀过程分为先快后慢两个 阶段完成,故又能有效地防止和消除危害性水锤对 管网设备的破坏。由于取消了止回阀、水锤消除器 等设 备,大 大 减 少 了 水 头 损 失,如 使 用 一 台 DN400缓闭闸阀,当管道内介质流速为2 m/ s时, 每年可节电118万度左右,其节电价值大于购阀价 值,所以该阀是节电、节资、安全及省力的先进设 备。 412 动态平衡电动调节阀 动态平衡电动控制阀安装在空调和新风机组 上,是换气和温度调节设备的一部分,其突出特点 在于超强的节能效果,精确的温度控制能力和简单 可靠的安装调试方法。目前市场上的中央空调系统 都是以控制水的流量来控制风的温度,从而实现降 低或升高室内温度的目的。作为一种控制水流的阀 门,动态平衡电动控制阀能够自动调配输往各末端 的水量,最大限度地节约能源。并且一个阀门就能 够完成平常数个阀门才能完成的工作。 5 结语 目前,我国能源利用率较低,只有积极寻求节 能产品和低能耗生产方式,才能做到节能降耗,提 高生产率。 参考文献 〔1〕 王训钜.阀门使用维修手册 〔M〕.北京中国石化出版社, 1999. 收稿日期 20061091 19 广告信息 供应阀门图纸 温州市维林阀门设计室可供应各种高中压阀门图纸。电脑CAD设计可用E2mail发送每副100 元,手工绘制只供蓝图每副50元。代客户设计,价格面议。 欢迎广大客户来电、来人参观,洽谈业务。 法人代表周维林 联系电话 0577 - 86877197 传 真 0577 - 28873761 E2mail WEILINGTUSHI 126. com 中文网址供应阀门图纸HTTP / / WWW. WLSJS. COM 地 址温州市龙湾区永中永康路81号 中国工商银行牡丹卡 9558 8012 0311 4864746 532007年第1期 阀 门 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.