大口徑高壓差調節閥設計

2013-11-20 王燕 重慶川儀調節閥有限公司

  針對大口徑高壓差調節閥運行中可能出現的振動和噪聲問題,用實際工況參數,采用理論計算公式、有限元軟件與流體分析軟件聯合進行模擬和分析,提出一種優化的降壓結構方案。

  隨著石化工業的快速發展,流體介質的輸送工況呈現出復雜化、多樣化的趨勢。調節閥在管線中起到節流控制的關鍵作用。為此,對閥門結構性能的要求也提到一個非常重視的程度。為了提高能耗比,流體控制設備逐步向大型化方向發展,大口徑高壓差調節閥需求也越來越多。目前,在閥門市場領域中,國產大口徑高壓調節閥的生產供給遠不能滿足逐步增長的市場需求,特別是針對特殊工況的高壓閥,客戶端的目光多轉向進口閥門。相比一般的調節閥,大口徑高壓差調節閥具有公稱直徑較大、流量系數高以及伴隨著較大壓差的特點。如果降壓結構設計不合理,不僅不能很好地滿足現場工況需求,而且會引起較大的噪聲和振蕩,對環境造成污染的同時,閥門的壽命也會大幅縮短。

  文中對本公司設計生產的一臺ANSI900、DN300高壓差調節閥的實際工況進行了模擬計算,

  通過不同結構的噪聲衰減情況分析,提出了一種降壓結構的優化設計方案。

  1、高壓調節閥簡介

  ANSI900、DN300 調節閥參數:公稱直徑300mm,公稱壓力ANSI900,流量系數Cv=240,介質為天然氣,介質溫度40 ℃;閥前壓力p1=9.35MPa,閥后壓力p2=0.4MPa,壓差值Δp=8.9MPa;閥體材質為ASTMA216(WCC),相當于國產材料ZG270-485。計算參數:計算壓力p 按閥門公稱壓力,取p=15.0MPa,閥體中腔最大直徑Dn=382mm,許用壓力[σL]=82.0MPa。

  2、閥體設計

  2.1、厚度設計

  閥體是閥門中最重要的零件之一,功能如下:①作為工作介質的流動通道。②承受工作介質壓力、溫度、沖蝕和腐蝕。③閥體內部構成一個空間,設置閥座,以容納啟閉件、閥桿等零件。④閥體端部設置連接結構,滿足閥門與管道系統安裝使用要求。⑤承受閥門啟閉載荷和在安裝使用過程中因溫度變化、振動、水擊等影響所產生的附加載荷。⑥閥門總裝配的基礎。

  結語

  閥門的降壓效果與其阻尼大小是成正比的。當壓差過高時,通過適當增大結構的阻尼或采用分級降壓的理論,可實現壓降及介質流速的減小,從而達到改善流場分布、降低振動強度以及削減噪音的節能目的。

  增大阻尼的方式有很多種,如增加節流孔板、采用多層套筒結構等。在保證節流面積的前提下,減小節流孔徑,能起到很好的降噪效果。