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機電工程調節閥在小開(kāi)度工作時(shí)存在的問(wèn)題及對策分析
2024/11/14
調節閥在小開(kāi)度工作時(shí)存在著(zhù)急劇的流阻、流速、壓力等變化，會(huì )帶來(lái)如下問(wèn)題：
① 節流間隙最小，流速最大，沖刷最厲害，嚴重影響閥的使用壽命；
② 急劇的流速、壓力變化，超過(guò)閥的剛度時(shí)，閥穩定性，甚至產(chǎn)生嚴重振蕩；
③ 對于流閉狀態(tài)下工作的閥，會(huì )產(chǎn)生跳躍關(guān)閉或跳躍啟動(dòng)現象，調節型閥在這個(gè)開(kāi)度內無(wú)法進(jìn)行調節；
④ 開(kāi)度小，閥芯密封面離節流口近，有損于閥芯密封面；
⑤ 有些閥不適于小開(kāi)度工作，如果蝶閥，小開(kāi)度時(shí)不平衡力矩大，會(huì )產(chǎn)生跳開(kāi)跳關(guān)現象，再如雙座閥，兩個(gè)閥芯一個(gè)處于流開(kāi)，一個(gè)處于流閉，小開(kāi)度時(shí)穩定性差，易產(chǎn)生振蕩。
綜上所述，為了提高閥的使用壽命、穩定性、正常調節等工作性，調節閥應避免在小開(kāi)度工作，通常應大于10%~15%。但對高壓閥、雙座閥、蝶閥、處于流閉狀態(tài)的調節閥來(lái)說(shuō)，應大于20%(線(xiàn)性閥)~30%(對數閥)。
當閥選大了或工藝條件變化時(shí)，調節閥經(jīng)常在小開(kāi)度下工作，此時(shí)如何加以解決？
① 降低閥上壓差ΔP。由方程式Q=C√ΔP/P可知，當ΔP減小時(shí)，Q也減小，為了保持通過(guò)調節閥的流量不變，就要增大閥的開(kāi)度，這樣可避免閥在小開(kāi)度下工作。具體方法如下：a、在閥后加限流孔板消耗一部分壓降；
b、關(guān)閉管路上串聯(lián)的手動(dòng)閥，至調節閥獲得較大理想的工作開(kāi)度為止。
這兩種辦法都是增大管路上的壓降，以減小閥上壓降，因為系統總壓降ΔP系統=閥上壓降ΔP閥+管路壓降ΔP管路。由于ΔP系統不變，當ΔP管路增大時(shí)，ΔP閥必然減小。
② 縮小口徑由Q=C√ΔP/P可知，C值減小，Q也減小，為保持通過(guò)閥的流量不變，就必然要加大開(kāi)度，這樣也可避免閥在小開(kāi)度工作。C值與閥的口徑DN、閥座直徑dN有關(guān)。減小C值的辦法是：
a、換一臺小檔口徑的閥，如將DN32換成DN25；
b、閥體不變，換小檔DN的閥芯閥座，如將DN10換成DN8。
當調節閥處于小開(kāi)度工作時(shí)，可能會(huì )出現以下問(wèn)題：
1. 易受堵塞：在小開(kāi)度下，流體流速較慢，容易使流體中的顆粒沉積在調節閥的流道中，導致閥門(mén)堵塞或卡死。2. 流量控制不穩定：在小開(kāi)度情況下，調節閥的流量控制可能變得不夠穩定，容易受到外部干擾或內部因素的影響，導致流量波動(dòng)或不準確。
3. 閃蒸和振蕩：當流體在小開(kāi)度情況下通過(guò)調節閥時(shí)，可能會(huì )出現閃蒸現象，從而導致流體壓力和溫度劇烈變化，還可能引起閥門(mén)振蕩。
對策包括：
1. 選擇合適的閥門(mén)類(lèi)型：對于需要在小開(kāi)度下工作的情況，可以選擇一些專(zhuān)門(mén)設計用于小流量的調節閥，如微調節閥，以減少堵塞的可能性。
2. 增加過(guò)濾器和網(wǎng)孔：可以安裝過(guò)濾器或者網(wǎng)孔，來(lái)防止顆粒物進(jìn)入調節閥的流道，減少堵塞的風(fēng)險。
3. 優(yōu)化閥門(mén)的設計和材料：設計合理、材料耐腐蝕的閥門(mén)結構，可以降低對于顆粒物堵塞的敏感度。
4. 增加閥門(mén)的承受范圍：結合調節閥和控制系統，可以增加閥門(mén)的承受范圍，從而提高在小開(kāi)度下的控制精度和穩定性。
5. 增強檢修和維護：定期檢查并維護調節閥，及時(shí)清理管道和過(guò)濾器，可以減少堵塞的風(fēng)險。
通過(guò)合理選擇閥門(mén)類(lèi)型，采取有效的防堵措施以及加強對調節閥的維護和保養，可以有效地解決調節閥在小開(kāi)度工作時(shí)可能出現的問(wèn)題。
