KOSO-VeCTor系列流速控制閥的特點及其應(yīng)用.docx

1、2009年第9期KOSO-VeCTor系列流速控制閥的特點及其應(yīng)用TheFeatureandApplicationofKOSO-VeCTorSeriesControlValveII張小兵（工裝自控工程（無錫）有限公司,it江蘇無錫214072）摘要：闡述高壓差等苛刻工況閥門的防氣蝕及沖蝕、：降噪音、防振動等的原理，在此基礎(chǔ)上介紹了iKOSO-VeCTor列流速控制閥的結(jié)構(gòu)和流速|(zhì)控制原理，分析了其產(chǎn)品特點和技術(shù)優(yōu)勢，如|何滿足更廣泛、更苛刻工況的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：氣蝕沖蝕噪音振動流速控制閥迷宮閥|Abstract：Explainthat,underthehighpressuredropinseve

2、reservice,thetheoryofeliminatingthedamagerfromcavitation,erasion,noise,vibration,andintroducetheKOSO-VeCTorSeriescontrolvalvestructurejandvelocitycontroltheoryandanalysetheproductsfcharacteristicandtechnologyadvantage,howtomeettheextensiveservereserviceconditionrequirements.tKeywords：CavitationErasi

3、onNoiseVibration.iVelocitycontrolvalveLabyrinthvalve.為使裝置的效益最大化，必須保證設(shè)備在較長周期內(nèi)正?？煽康剡\行。而提高設(shè)備（特別是控制閥）的使用壽命、可靠性、控制精度、降低噪音是非常重要的課題。普通控制閥應(yīng)用在高溫、高壓差等苛刻工況條件，極易因高流速使閥門和管道產(chǎn)生振動、噪音及沖蝕和氣蝕破壞，甚至使系統(tǒng)失效，降低控制精度，增加運行成本。如此苛刻工況應(yīng)用，必須下功夫研究閥內(nèi)流體流動狀態(tài)，設(shè)計與普通控制閥全然不同的新閥門。普通控制閥應(yīng)用于苛刻工況場合經(jīng)常出現(xiàn)的問題，如圖1所示。氣蝕損壞沖蝕損壞振動損壞圖1各種損壞情況KOSO-VeCTor系列

4、的多級降壓型套筒（迷宮式套筒）控制閥，高壓差產(chǎn)生的高能量由閥內(nèi)件逐級分擔、平穩(wěn)地吸收，從而控制流速，能很好地解決氣蝕、沖蝕、振動、噪音等問題。2控制原理和產(chǎn)品介紹流體的壓力若降低到飽和蒸汽壓以下的話，將發(fā)生閃蒸及產(chǎn)生氣泡。如圖2所示，在一般的球形閥中，液體通過最小縮流端面時，閥入口的流體條件（Pi及流速V。加速到速度V“，壓力降到Pvc（飽和蒸汽壓以下）o在此狀態(tài)下，流體中將產(chǎn)生氣泡。然后，壓力急速恢復到P2,流速也下降到V2。流體在恢復過程中，高于飽和蒸汽壓Pv的時候，在P“點產(chǎn)生的氣泡因壓力上升壓迫而破裂。這個現(xiàn)象就是氣蝕。因氣蝕而釋放出的能量，即使堆焊了STELLITE合金的閥內(nèi)件也會產(chǎn)

5、生嚴重的破壞，損壞部位呈蜂窩狀。圖2普通閥閥內(nèi)件的壓力和流速KOSO-VeCTor系列控制閥如圖3所示，是控制通過閥內(nèi)件部位液體的流速，所以不會使最小縮流端面的壓力下降到流體的飽和蒸汽壓以下。圖3流速控制閥的壓力和流速連續(xù)的流體若速度過快的話，其壓力降低是和速度增加的平方成正比。不控制流速的普通閥，流體在其最小縮流端面處的流速最大。此時，如果壓力降低到流體在該溫度下的飽和蒸汽壓以下的話，將發(fā)生閃蒸或氣蝕。對于這一點，VeCTor系列通過控制流速，使壓降逐級降低，不僅限制了出口處的壓力，還限制了閥內(nèi)件部位的壓力。簡而言之，VeCTor系列，即使在接近于閃蒸條件（飽和蒸汽壓）的應(yīng)用場合，也能防止氣

6、蝕發(fā)生。圖4表示了普通閥和KOSOVeCTor系列流速控制原理示意圖。普通閥其閥內(nèi)部的流速與動能（Velocityhead）,在最小縮流端面為最大，急速地損傷閥的主要部件。KOSO-VeCTor系列在流路上設(shè)置拐角（LEVEL）,原理是：流路的截面積保持不變，流體變向時流速不變的情況下使Velocityhead轉(zhuǎn)換成Pressuredorpo通過“LEVEL”的重復，逐級降壓，達到完全地控制流速。如圖4所示。圖4普通閥和KOSC-VcCTor系列流速控制原理圖KOSO-VeCTor閥壓力恢復系數(shù)F。氣蝕系數(shù)虬均是接近于1。從以上這些理由可知，KOSO-VeCTor閥因設(shè)計的流路是最適合于苛刻使

7、用條件的，故可保持出口的低流速，使其不因液體的氣蝕或在氣體控制中因高流速產(chǎn)生極大的噪音。與普通套筒及多孔式套筒閥內(nèi)件等有著根本不同的原理，即是控制通過閥內(nèi)件部位流體的流速。在使用單座或多孔式閥內(nèi)件等通用閥內(nèi)件來控制流體的場合，通過最小縮流端面的流體流速最快。因沖刷、磨損而加速損壞閥的主要部件，且閥自身在損壞之前其控制性能也將降低，產(chǎn)生極大的噪音、激烈振動的問題。而且，更為嚴重的是，在生產(chǎn)過程中將引起生產(chǎn)質(zhì)量和能力的降低。VeCTor系列閥內(nèi)件特征：流體被分割成很多并列的細流，且該并列的細流又形成反復的直角拐彎。將多枚具有該流路的芯片重疊而形成了套筒。根據(jù)芯片枚數(shù)的不同而可從Min.Cv到Max

8、.Cv進行自由設(shè)計。流道用電火花加工（EDM）的方式制造，因為制造成本的原因，最適于大口徑（3”以上閥芯），降壓級數(shù)（LEVEL）較多（10級降壓以上）的場合。3產(chǎn)品和技術(shù)特點3.1完全控制流速和能量KOSO控制閥閥內(nèi)件出口流速和動能標準如表1所示。表1KOSO控制閥閥內(nèi)件出口流速和動能標準注：液體場合，閥內(nèi)件出口流速不大于100ft/s(30m/s);閃蒸場合不大于75ft/s(23m/s)。氣體和蒸汽場合，閥內(nèi)件出口動能不大于70psi工況條件動能標準等值流速(水)psikPaft/$m/s連續(xù)工作、單相流7048010030閃蒸、多相'流402757523振動敏感系統(tǒng)117540

9、12(480kPa)。閥內(nèi)件流速比較如表2所示。表2閥內(nèi)件流速比較表降壓級數(shù)34m/s97m/sP,bar159m/s283m/s147791011353315267894v304558778<30<30374912v30v30v303416v30<30<30<30流體：常溫水降壓級數(shù)34kPa62kPaP,bar131kPa200kPa269kPa111871983396559487931378813162632394852638<48072314462170289314<480<4808631294172520v480v480v4808221

10、09628v480<480v480v48061832v480<480<480v480v480天然氣：P2=二7Bar從表2可知，壓差283bar的水，流速控制在30m/s以下，需16級降壓；壓差269bar的天然氣，能量控制在480kPa以下，需32級降壓；對于多級孔板式套筒型等其它結(jié)構(gòu)閥門是很難設(shè)計的，無法有效控制流速，而KOSO-VeCTor系列，芯片流道拐角數(shù)幾乎可任意設(shè)計，甚至設(shè)計到100級(拐角)降壓都有可能。如在300MW以上超臨界機組用的鍋爐給水泵最小流量循環(huán)閥，是電站系統(tǒng)中承受壓差最大的閥門，達160350bar,VeCTor系列閥也能很好地應(yīng)用，徹底解決了使

11、用其他閥門通常出現(xiàn)沖蝕、振動、噪音等問題。所以不管多高壓降，只要選擇足夠的降壓級數(shù)，均可完全控制流速或能量。對于液體，消除了空化現(xiàn)象，從而從根本上消除了因氣蝕而引起閥門嚴重破壞、振動和噪音，控制了流速或能量，從根本上消除了因高流速而引起的沖蝕。一般來說，沖蝕程度與流速成幾何倍數(shù)關(guān)系，這樣大大延長了使用壽命,提高了控制穩(wěn)定性?？刂崎y噪音有機械噪音、液體動力噪音、氣體動力噪音等。其中危害最大的是氣體動力噪音，可分為單級、雙級、四級聲源，均與流速密切相關(guān)，特別是雙級、四級聲源與流速幾倍因次關(guān)系，噪音大。所以VeCTor系列閥控制了流速，相應(yīng)地其噪音也可控制在要求的水平；由于VeCTor系列獨特降噪結(jié)

12、構(gòu)，一般降壓級數(shù)16級以上，能有效降低40db以上的噪音。3.2高可調(diào)比由于芯片流道數(shù)、降壓級數(shù)(拐角數(shù))可任意設(shè)計，故其流通能力、能克服的最大壓差也不同，可自由設(shè)計；由這些不同參數(shù)的芯片可組合成任意流量特性的套筒，大大增加可調(diào)比R,可達400。流量特性套筒由3類芯片組成:下部降壓級數(shù)多、流道數(shù)少，流通能力最??；中部降壓級數(shù)有所減少、流道數(shù)有所增加，流通能力有所增大；上部降壓級數(shù)最少,流通能力最大。這樣組合成各種所需的流量特性，而下部的降壓級數(shù)多，可克服更大的壓差。而其它結(jié)構(gòu)的多級降壓閥，流量特性不便特殊設(shè)計，小流量很難控制。如鍋爐給水閥，鍋爐啟動時壓差達100200Bar,流量小，正常運行時壓差小，流量大，流量可調(diào)比要求75:1以上，經(jīng)精心設(shè)計的1臺VeCTor閥就能很好滿足要