第七章 阀 门
草莓托第一节 概 述
为保证电厂安全、稳定、经济地运行，在电厂的汽、水系统中需要运用大量的各种类型的阀门来达到所要求的目的。 上海电力修造总厂有限公司从七十年代以来，就开始生产锅炉给水泵组及其配套的阀门，特别是从九十年代以来，我公司在吸收、消化国外诸如CCI、Masoneilan、CV等公司产品的基础上，结合自身的技术特点，运用我公司雄厚的工艺和机加工能力，设计开发了迷宫式和孔板式调节阀门。目前已广泛运用在电厂的最小流量、减温水等系统中。同时也运用在电厂的连排、定排、疏水等场合。 通过不断的技术改进和结构改进，我公司阀门的品种和数量得到了很大的发展。目前已能生产适合电厂不同场合、不同需要的品种齐全的阀门。我们的目标就是发挥我们阀门的技术优势、运用合理的价格首先在老电厂的改造项目中挣得一席之地，并逐步在电厂的建设项目中逐步取代进口产品。
第二节 阀门分类
目前我公司阀门的品种从用途上可分为：
1. 高温、高压闸阀
2. 最小流量阀（再循环阀）
3. 锅炉给水调节阀（包括旁路阀）
燃料乙醇
4. 减温水调节阀
管5. 高加危急疏水阀
6. 排污阀及给水泵出口止回阀
从结构上可分为：
电力安全性评价1. 迷宫式调节阀
2. 孔板式调节阀
3. 锥形调节阀
4. 平行滑动闸板阀
5. 止回阀
为方便用户对我公司的阀门有一个比较全面的了解，从而能合理地进行选择，达到用户在不同场合的需要，因此按照阀门的结构型式及其用途对其进行分类介绍。
第三节 迷宫式系列调节阀门
一、 概述：
门襟衬衫从九十年代开始，我公司吸收美国CCI公司阀门的先进技术，开始研制开发迷宫式系列调节阀门。这是目前最新一代的、具有较高技术含量的调节型阀门。它运用成熟的技术，成功地解决了普通控制阀门所遇到的诸如汽蚀、高噪音、震动等问题,目前广泛运用在电厂锅炉Ⅰ、Ⅱ级减温水、给水泵最小流量控制以及其他流量调节中。它能提供比较精确的流量控制，按照用户的不同需要，可设计成不同的流量特性，具有严谨的关闭特性，保证电厂安全、稳定地运行，提高效率并延长维修周期。
迷宫式系列调节阀门是专门针对用户的不同要求而设计的，通过对介质流速的控制而彻底消除了气蚀、噪音、腐蚀及振动问题。迷宫式系列调节阀门设计成快拆式结构，维修方便，且可很便捷地更换阀芯。 迷宫式系列调节阀门的阀芯具有长久的服务寿命。当然要得到很好的使用寿命的关键在于正确的安装及在使用中的适当维护。
二、 运行原理
普通的阀门，介质进入阀门时其工况条件为：压力为P1，流速为v1，当介质流动到阀芯部分时，由于阀芯与阀座的节流作用，产生颈缩现象，因此速度会迅速增加至V2，而压力会迅速降低至P2，低于该介质的饱和蒸汽压力PV。在这种情况下，介质汽化，形成气泡。当介质流过阀芯和阀座形成的颈缩部后，由于通道的改变，工况条件也发生了改变，压力回升动能转换为势能，此时的压力回复为P3，速度回复为V3，当压力超过该介质的饱和蒸汽压力Pv时，刚才形成的气泡就会发生破裂，产生极强的局部压力。气泡破裂时产生的巨大能量能在瞬间对阀芯、阀座等节流元件产生严重的破坏，形成所谓的汽蚀现象。如图7-1所示。 这样势必造成阀门的损坏，产生泄漏，并会产生严重的噪音以及引起阀门内件的震动，从而影响整个系统的安全性和效率。
由于汽蚀现象发生时，会产生高达几千个大气压的表面应力，因此单纯靠采用提高阀芯、阀座的表面硬度是无法从根本上解决汽蚀现象所造成的后果。
从上可以发现，恶劣工况下阀门问题的产生主要来源于过高流速的介质流过阀芯。汽蚀、冲刷、高噪音及管道振动都是介质流速未能得到控制的典型现象。
迷宫式系列调节阀门的抗汽蚀设计是利用迷宫式芯包多级降压的原理，通过强制介质流经一系列的直角弯道使流速得到完全的控制，达到逐级降压的目的。无论压降大小，这些弯道的阻力使得介质流速流出芯包的速度受到限制。经过多级降压，使介质的压力始终维持在介质的汽化压力PV之上，从而避免了汽蚀现象，消除了不安全因素。如图7-2所示。
迷宫式芯包包括很多迷宫片，经过电腐蚀加工形成很多通道，而每个通道能通过定量介质。通道内由一系列的直角弯道提供介质阻力，根据电厂各种机组不同的参数，经过精确的计算，选定不同弯道数，使得流经迷宫式芯包的介质速度始终限制在 30m/s。参照国外的成熟经验，当流速小于30m/s时，对节流元件的冲蚀影响最小。
迷宫式系列阀门使用电腐蚀技术制造迷宫片，迷宫片再用特殊技术粘合为整体芯包。（图7-3）
由于每一片迷宫片的流量及弯道数量可以改变，而且迷宫片的厚度可以设计得很薄（目前设计成2.5mm厚），所以阀门就可以根据用户的特殊要求设计以提供精准的流量控制。根据阀门的应用场合及用户的要求，调节阀的流量特性曲线可被设计为不同形式，包括线性、等百分比、修正等百分比以及其他特殊曲线。
由于在电厂中的介质基本上都是流体介质（主要是水），因此迷宫式阀门一般采用流关型结构。当采用流关型时，介质首先进入阀体，通过芯包，经过阀芯，最后由阀座流出（图7-4）。阀门流向由标在阀体上的标牌所指示。
三、 结构特点
迷宫式系列调节阀门由下列几个主要组件组成：阀体、包括芯包在内的内件、阀盖组件、阀芯、阀座组件。执行器用螺栓通过联接支架固定在阀盖上。
迷宫式系列阀门的所有零件具有快速更换和长寿命特性。阀座不采用螺栓或焊接，拆卸方便。阀盖的密封形式、内部组件的类型及密封的选择都符合应用场合及工况条件要求。 阀盖及阀体之间的密封采用压缩密封垫圈得到。密封垫圈由多层不锈钢及石墨制成。膨胀石墨具有很好的密封性能。不锈钢支撑石墨并提供温度变化所需的弹力。
阀芯组件及阀芯密封设计
平衡式阀芯：
平衡式阀芯可减少对执行器驱动力矩的要求，在阀芯上钻有对称孔。在阀芯上部装有平衡密封圈用来隔离阀盖空间与上游压力。在阀芯上的对称孔平衡了阀芯上下的压力，使得对提升力要求大大降低。从而可降低执行机构的转矩，减少执行机构的体积和重量。
在中、低温工况中，压力性密封件由填充聚四氟乙烯制成。在高温工况下，使用石墨材料。
加压阀芯：（图7-5）
在高温工况下，对关闭性又要求很高时，加压式阀芯就被采用在迷宫式调节阀中。加压式阀芯可提供非平衡式阀芯的封闭性能，而对执行机构推力要求只相当于平衡式阀芯。
迷宫式加压阀芯组件包括：一个先导阀、一个主阀芯及一个平衡密封件。一个很小的得到控制的流量由阀门入口通过阀帽流入阀盖空间，对先导阀及主阀芯加压。
当阀门关闭时先导阀关闭，从而使整个阀芯成为一个不平衡阀芯。
加压式阀芯可达到很高的关闭要求。在阀盖空间阀芯之上的关闭压力，施加在阀芯上而关紧阀门。执行器只要具有关闭先导阀在主阀上的力即可。
当阀门收到开启信号时，执行器提起先导阀杆，打开先导阀。先导阀使在阀盖空间的压力迅速消失，阀芯得到平衡。阀杆继续开启，拉起主阀芯。执行器只需具有提升平衡式阀芯的力即可。
另外我们生产的迷宫片还有一个比较显著的特点就是采用围堰结构，如图7-6所示：
其主要作用：
均匀阀芯周围压力，保持阀芯对中；
上层盘片与下层盘片出口处介质相互作用，降低介质流动速度；
避免下层盘片出口介质对阀座的直接冲刷；
由于上述结构，故迷宫式系列调节阀门具有如下特点：
a. 低嘈声、抗汽蚀、可承受高压差；
b. 多层迷宫盘片降压，限制介质流速，保持介质压力始终在汽化压力之上；
玻璃纤维防火布
c. 迷宫片可以设计的较薄，调节性能好，可精密控制流量；
d. 阀芯、阀座采用不同的角度，达到线接触密封，关闭性能好；
e. 加压阀芯采用先导阀结构，关闭更紧密，调节力矩小；
f. 迷宫盘片采用围堰结构，使阀芯周围压力均匀，保持阀芯对中，同时避免介质对阀座的直接冲刷；
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