调节蒸汽机阀动态特性评估是关键

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发布时间:2017年6月17日

    多年来人们在选择蒸汽机控制阀时考虑的一直是若干传统因素,例如压力额定值、压力降、流动介质、温度和成本等。然而,过去10年中情况发生了很大变化,蒸汽机阀门设计取得了不少进展,生产流程的成本效益特性与以前相比已大不相同,这使许多以前在选择阀门时必须考虑的传统因素的重要性已经大大削弱了。

动态特性

    虽然有些传统因素仍很重要,但它们仅仅偏重于阀的“静态”性能。实际上它们是在“工作台”上对阀进行测量所获得的结果,但这样的结果很难说明阀门在实际运行条件下将会表现出什么样的性能。传统理论认为,仔细调节静态因素将会使阀(从而也使整个回路)获得良好的性能。然而,现在我们认识到情况并非总是如此。

    研究人员和生产商进行的成千上万次性能检查证明,多达50%的在用阀(其中有许多是通过考虑传统因素而选择的)对于优化控制回路性能未能产生多大效果。后继研究表明,阀的动态特性对于降低流程易变性起了很重要的作用。在许多关键的流程中,不同的阀门降低流程易变性的幅度即使相差1%也能够大幅度提高生产效率并减少废物,从而可取得超过100万美元的经济效益。很显然,这样的经济效益使我们完全可以否定传统的做法,即只根据阀的最初购买价格来决定是否购买。

    其次,传统的看法总是认为,流程优化的改进总是来自于控制室控制仪表的升级。但是,测试数据表明,在使用相同控制仪表的条件下,阀的动态特性能够对回路性能产生显著的影响。如果控制阀的精度只能达到5%,那么,花费大量的钱去配置一套其控制精度可达到0.5%的高级控制仪表系统并不能起到多大作用。

阀门类型

    在寻找一种与使用场合相匹配的阀门时,首先应考察一下4种基本型式的节流控制阀,即笼式球阀、旋转浮球阀、偏心阀与蝶形阀。

    笼式球阀的调整片形式的种类非常广泛,因此能够满足大多数应用场合的需求,从而使它成为各种阀中的首选。笼式球阀调整片有很多种,包括平衡调整片、非平衡调整片、弹性座调整片、受约束调整片及全尺寸调整片等。在许多情况下,一种阀体的各种调整片配置是可以互换的。

    笼式球阀也有若干缺点。一是该阀的尺寸受到限制(通常为16英寸);二是与同等规格的视线阀(如浮球阀或蝶形阀)相比,其容量比较低;三是售价较高,特别是大口径的笼式球阀。然而,在降低流程易变性方面,笼式球阀具有优异的性能,常常足以弥补这些缺陷。

    旋转浮球阀的流量比同等口径的笼式球阀大。虽然旋转浮球阀的控制范围大于笼式球阀,但仍然优于大多数其他类型的阀。旋转浮球阀的允许压力降和允许温度范围比笼式球阀小。通常它们的压力降上限为7.0x105kg/m2,适合于在温度低于398℃的场合使用。浮球阀不适用于易起空泡的液体,而且在用于压力降较高的气体中时,常常可能发出较大的噪声。