减温器喷水调节阀的选用.pdf

工业锅炉 2 0 1 0年第 3期 总第 1 2 1期 文章编号 1 0 0 4 8 7 7 4 2 0 1 0 0 3 5 0 - 0 3 减温器喷水调节阀的选用 张利丰 唐山信德锅炉集团有限公司， 唐山 0 6 3 0 2 0 S p r i nk l e r Co n t r o l Va l v e S e l e c t i o n 0 f De s u p e r h e a t e r Z HANG L i f e n g T a n g s h a n X i n d e B o i l e r G r o u p C o ． L t d ， T a n g s h a n 0 6 3 0 2 0， C h i n a 摘要 阐述了喷水调节阀对喷水减温调节性能的影响， 介绍了喷水调节阀选取原则， 并 通过实例详细说 明喷水调节 阀选型过程。 关键词 锅炉减温器 ； 阀门； 选型 中图分类号 T K 2 2 3 ． 3 7 文献标识码 B 0 引言 近期 ， 在处理几起技术 回访和用户反馈信息的 过程 中， 发现一些锅炉在运行一段时间之后， 喷水减 温器的调节性能有所下降。经过现场对比分析 ， 除 了个别原因是 由于减温器喷嘴损坏之外， 大部分是 由于用户在更换喷水调节阀时选型不当造成的。喷 水减温系统中， 调节性能 的好坏在很大程度上取决 于喷水调节阀的工作性能。 1 调节 阀的特性 及 其对喷水 减温调 节性 能 的影响 典型的调节阀固有流量特性有直线流量特性 、 等百分比流量特性、 抛物线流量特性和快开流量特 性 4种 ， 如图 1 所示 。 1 0 0 8 0 l 6 0 4 O 2 0 O ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ 、／ ／ ／ ／ ／／ ／ 0 2 O 4 O 6 0 8 O l 0 0 ／ ,／ ， 、 图 1 典型的调节 阀固有流量特性 1 ． 直线流量特性2 一 等百分 比流量特性 3 ． 抛物线流量特性4 ． 快开流量特性 收稿 日期 2 0 0 9 1 2 - 2 3 作者简介 张种丰， 工 程师 ， 2 O 0 3 年 7 月毕业 于河北工业大学热能 与动力工程系， 毕业后 一 直从事锅炉的研究 与开发设计工作。 从锅炉的运行特性来看 ， 在低负荷时蒸汽温度 较低 ， 需要的减温水量很少 ； 高负荷 时蒸汽温度较 高， 需要较多的减温水量。具有等百分比或抛物线 流量特性的调节 阀在初启阶段减温水量增加很少 ， 到开启后期减温水流量增加迅速， 这种特性正好适 合锅炉蒸汽温度调节的要求 ， 因此选用此类流量特 性的喷水调节阀较多 ； 直线流量特性 的阀门相对行 程与相对流量成正 比， 这对操作人员 比较直观， 因此 也可选用。快开流量特性的阀门特点是开度小时流 量就比较大 ， 随着开度增大， 流量很快达到最大值 ， 这种特性不适宜用在喷水减温系统上。 调节阀口径选用不当， 过大或过小都会在调节 过程 中造成困难。图 2示出了同一流量特性下调节 阀口径不同时的流量特性 ， 图 2中曲线 1 是 口径选 择合适时调节阀的工作流量特性 ， 阀门开启到最大 行程时减温水量达到最大 ， 在调节 阀的开启行程内 均能有效地调节减温水量。若调节 阀口径选用过 大， 如曲线 2 ， 调节 阀的漏流量就增大 ， 在调节阀全 关时仍有较多的减温水量漏入蒸汽， 同时， 调节阀一 动作， 减温水量就迅速增 加， 很快达到最大减温水 量 ， 这就失去了喷水减温精细调节的优点。若调节 阀口径选用过小 ， 如 曲线 3 ， 虽然漏流量减少 ， 开启 过程中减温水量逐渐增大 ， 但由于调节 阀的固有阻 力太大 ， 以致阀门在最大开度时减温水量还是不能 满足蒸汽系统的需要量 ， 造成蒸汽超温现象 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 运行管理 减温器喷水调节 阀的选用 5 1 G 图 2不l 司口径的调节阀流量特性 Z ⋯一 调节 阀的最大行程G 一 调节阀的流量 G ⋯一 调节阀最大流量△ G 一 调节阀关闭时的漏流量 2 调节阀的选型计算 从流体力学观点来看 ， 调节 阀是一个局部阻力 可以变化 的节流元件 。由流体 的能量守 恒原理可 知 r 2 ㈩ 1 0 。 2 g 、 式中P 、 P 2 喷水 调节 阀前后 的减 温水 压力 ， MP 减 温水重 度 ， N ／ m 调节阀阻力系数 g 重力加速度 ， m ／ s 。 减温水经过调节阀的平均流速 ， m ／ s 而 2 ‘ ， d f 式 中 调节阀的流量 ， k g ／ h 调节阀的节流截面积 ， m i 减温水比容 ， I l l ／ k g 将式 1 代入式 2 ， 则得到调节 阀的流量公式 1】 √ p l 3 在选择调节 阀口径 时， 首先要确定调节阀的最 大流量 G ， 也就是调节阀最大 开度下需要达到 的 流量。根据锅炉的热力计算 ， 按式 4 计算出锅炉 额定负荷时的减温水量 G ， G D 1一 J s 式中 减温器出口的蒸汽流量 ， k g ／ b i 。 、 i 2 蒸汽在减温前后的热焓 ， k J ／ k g i 减温水的焓 ， k J ／ k g 调节阀 的最 大计 算 减 温 水量 可选 为 2 G ， 即 G⋯2G 。 根据最大减温水量 G 就可计算调节阀的流通 能力 ， 即当调节阀全开 、 阀两端压差为 0 ． 0 9 8 1 MP a 、 减温水重度为 9 ． 8 1 x 1 0 N ／ m 时 ， 通过调节 阀的流 量 ， 以 C表 示 。 从式 3 知 G 0 √ 式中 C即为上述的调节 阀通流能力 ， 可以写成 c G ‘ 5 l0 。 √ 9 8 1 10 0 0 9型8 1 √ ． ． 根据调节阀最大流量 G 和调节阀全开时的压 差， 即 p 一 P 2 i ， 求得 Gm a x lo √ 9 8 1 10 0 0 9 8 1 √ ． ． 6 然后可在调节阀门产 品标 准系列中， 选取大于 c 又最接近 C 的 C值 ， 由此选定调节阀的E l 径 。 3举例 某高压锅炉用的二级减温器喷水调节阀要求达 到的最大减温水量为 1 0 0 0 0 k g ／ h ， 阀前后压力分别 为 1 0 ． 7 8 MP a 和 1 0 ． 2 9 MP a ， 减温水 的重度为 9 ． 8 1 1 0 N／m。 ，那么根据式 6 得 C⋯ 一4． 47 ， 、 3／ 9 ． 8 1 1 0 1 0 ． 7 8 1 0 ． 2 9 ～ 9 ．811 0 。 0． 0 9 8 1 在调节阀门标准系列 中查得 C 5 4 ． 4 7 ， 调节 阀的 口径为 2 0 m m。 喷水调节阀工作时 ， 一般希望最大开度在 9 0 ％ 左右 ， 如开度太小 ， 会使阀门的可调节 比缩小 ； 最小 开度不小于 1 0 ％ ， 否则减温水对 阀芯、 阀座会产生 严重冲蚀 ， 使调节特性变坏。因此对选定的调节 阀 还要进行调节开度 的验算。 对直线流量特性的调节阀而言 ， 调节开度验算 对等百分 比流量特性调节阀而言 ， 调节开度验 算按式 8 ％ l ]● ● ●● ●_ _ 1 3 O O 一 ∞ 式 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 5 2 工业锅炉 2 0 1 0年第 3期 总第 1 2 1期 K [ g 式中 减温水流量 G时的调节阀开度 ， ％ s 调节阀全开时 的压差 与减温水系统总 压差之 比 △ p 阀门全开时的压差， 即 P - p ⋯ G 调节阀流量 ， k g ／ h y j 减温水重度 ， N ／ m p 。 、 p 调节阀前后的压力， MP a 对上面选定的调节阀进行调节开度验算 ， 若调 节 阀全开 时 的压 差 与 减 温 水 系 统 总 压 差 之 比 s 0 ． 3 3 3 ， 最大减温水量为 1 0 0 0 0 k g ／ h ， 最小 的减温水 量为 3 0 0 0 k g ／ h ， 调节阀选用直线流量特性， 则按式 7 ， 最大减温水量时阀门的开度 『 l 1 ． 0 3 L- O ． 3 3 3 0 ． 3 3 3 ． 墨 一 1 1 0 0 0 x9 ． 8 1 X1 1 0 0 ％7 4． 8 ％ 最小减温水量时的阀门开度 ] 一 0 ． 0 3 I x l 上接第 3 8页 是 利用工业瓶装乙炔气与空气按一定 比例混合产 生特性气体 ， 在高湍流状态和可调脉冲频率基础上 ， 通过燃烧混合气体产生强波射气流 ， 同时伴有冲击 波和热辐射 ， 它综合应用气体的动能 、 声能和热能进 行除灰。该系统包括运行控制 、 保护、 点火 、 流量测 控 、 管道、 燃烧器及脉冲输 出管道等几个主要部分。 当锅炉系统阻力达到设定值时 ， 吹灰系统启动， 从锅 炉的低压蒸发器的热管热端开始依次从 上向下 吹 灰， 然后再反吹一遍。利用燃气爆燃产生的强大冲 击波将翅片上附着的灰吹落 ， 一部分被烟气带走 ， 一 部分落在灰头内， 由卸灰机排出。 4 改造效果 自余热锅炉投产后， 运行效果 良好， 其技术参数 完全达到了设计的额定值， 产生的蒸汽除了供炼钢 I 1． ∞ ] 一0 ． 0 3 I J I U U％ I 3． 3％ 由于 K ⋯ 1 0 ％， 所 以该调节阀能 满 足要求 。 4 结束语 在锅炉本体正确设计制造的基础上 ， 掌握如何 正确选择锅炉配件 包括仪表、 阀门、 鼓引风机等 ， 在锅炉实际运行及锅炉检修 中更具实用价值 ， 也是 锅炉及相关系统安全、 可靠运行的重要保证。 强 参考文献 [ 1 ] 岑可法 ， 倪 明江 ， 等． 循 环流 化床 锅炉 理论 设计 与运行 [ M] ． 北京 中国电力出版社 ， 2 0 0 2 ． [ 2 ] 辽宁省电力工业局． 锅炉运行[ M] ． 北京 中国电力出版 社 ， 2 O O 1 ． [ 3 ] 韩昭沧． 燃料及燃烧[ M] ． 北京 冶金工业出版社， 1 9 9 4 ． [ 4 ] 宋贵良． 锅炉计算手册[ M] ． 辽宁 辽宁科学技术出版 社 ， 1 9 9 5 ． [ 5 ] 范从振． 锅炉原理 [ M] ． 北京 中国电力 出版社 ， 1 9 8 6 ． V D炉抽真空使用外 ， 多余部分的蒸汽输入公司蒸汽 总管。一年的产汽量 ， 经过折算可节约标煤 1 4 6 6 0 t ， 年节省用电量 2 ． 6 9 3 1 0 。 k W h ， 达到了节能减排的 目的， 取得了较好的经济效益和社会效益。 5 结论 综上所述 ， 为了达到最佳的余热回收效果， 应根 据余热资源的特点， 选择余热锅炉的技术设计方案 ， 才能实现预期的环保和节能 目标。钢铁企业属于耗 能型企业 ， 余热资源 回收利用潜力较大 ， 通过这次电 弧炉烟气余热 回收利用改造的探索， 为我们在余热 资源利用上积累了有效 的经验 ， 对企业下一步 的节 能减排工作具有重要的指导意义。强 参考文献 [ 1 ] 赵钦新．我国余 热利用现状 与技 术进展 [ J ] ．工业锅 炉 2 0 0 9 5 81 5 ． ％ 8 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m