自力式背壓調(diào)節(jié)閥

                      自力式背壓調(diào)節(jié)閥

                      上海申弘閥門有限公司

之前介紹在線調(diào)節(jié)減壓閥，現(xiàn)在介紹自力式背壓調(diào)節(jié)閥介紹了自力式背壓調(diào)節(jié)閥的特性，分析了國內(nèi)某核電站用輔助給水儲罐直接作用式背壓調(diào)節(jié)閥排量不足的原因，提出了將閥門更換為指揮器操作型背壓調(diào)節(jié)閥的解決措施，并通過開啟行程和流量系數(shù)試驗，證明指揮器操作型背壓調(diào)節(jié)閥滿足工況要求。
1、概述
自力式壓力調(diào)節(jié)閥是一種無需外來能源，依靠被測介質(zhì)自身壓力，按預(yù)先設(shè)定值，進行自動壓力調(diào)節(jié)的控制裝置，自力式壓力調(diào)節(jié)閥在石化和電力輔助給水儲罐氮封系統(tǒng)使用較為普遍。本文針對國內(nèi)某核電輔助給水儲罐氮封系統(tǒng)的排量不足問題進行了分析，并提出了閥門換型的解決措施。
膜片(普通膜片和增強膜片)、活塞、金屬膜片(波紋管)。
自力式調(diào)壓閥采用快開流量特性，動作靈敏，調(diào)節(jié)精度高(誤差≤10%)；該閥占據(jù)空間小(相對于重錘式減壓閥)，調(diào)節(jié)簡易。



整機作用方式確定： 

閥前壓力調(diào)節(jié)閥（K型）其初始位置的閥芯在關(guān)閉位置，當(dāng)閥前壓力逐漸升高，閥逐漸打開，直至閥前壓力穩(wěn)定在要求的給定值。 
閥后壓力調(diào)節(jié)閥（B型）其初始位置的閥芯在開啟位置，當(dāng)閥門壓力逐漸升高，閥逐漸關(guān)閉，直至閥后壓力穩(wěn)定在要求的給定值。 

產(chǎn)品特點：

◇ 無需外加能源，能在無電無氣的場所工作，既方便又節(jié)約了能源。 
◇ 壓力分段范圍細且互相交叉，調(diào)節(jié)精度高。 
◇ 壓力設(shè)定值在運行期間可連續(xù)設(shè)定。 
◇ 對閥后壓力調(diào)節(jié)，閥前壓力與閥后壓力之比可為10：1～10：8。 
◇ 橡膠膜片式檢測，執(zhí)行機構(gòu)測精度高、動作靈敏。
◇ 采用壓力平衡機構(gòu)，使調(diào)節(jié)閥反應(yīng)靈敏、控制。

2、工作原理
核電輔助給水系統(tǒng)的給水儲罐儲存除鹽除氧水，水上部采用氮氣封閉以保護水不受空氣的污染。儲罐的氮封系統(tǒng)(圖1) 包括進氣和排氣兩部分。進氣部分主要裝置包括1個自力式減壓閥和1個手動隔離閥，排氣部分主要裝置包括1 個和1個手動隔離閥。正常運行時，進氣和排氣管道的手動隔離閥保持開啟，氮氣從供給系統(tǒng)引入，經(jīng)減壓閥減壓后供給儲罐。儲罐氮氣壓力要求穩(wěn)定在10kPa(g) 左右。
的選用


圖1 給水儲罐氮封系統(tǒng)流程
當(dāng)儲罐充水或氮封系統(tǒng)減壓閥失效時，儲罐的壓力會異常升高。為了防止儲罐因超壓而損壞，背壓調(diào)節(jié)閥開啟排放多余的氮氣。背壓調(diào)節(jié)閥的開啟設(shè)定壓力為12kPa(g) ，要求的大排量為316Nm3/h。在核電廠試驗過程中，當(dāng)儲罐的充水速度為40t/h 時，儲罐的高壓報警裝置( 報警設(shè)定值為13kPa(g) ) 被觸發(fā)，這表明背壓調(diào)節(jié)閥的排量達不到系統(tǒng)設(shè)計要求。
產(chǎn)品規(guī)格：

閥體材質(zhì)：鑄鐵 EN-JL1040 / 球墨鑄鐵 EN-JS1049 / 鑄鋼 1.0619+N 
公稱壓力：PN16/25/40
公稱通徑：DN15-150
連接方式：法蘭連接
介質(zhì)/溫度：蒸汽，天燃氣，氣體及液體-10℃至350℃（根據(jù)材質(zhì)）
減壓比：30:1
PREDU 自力式減壓閥
應(yīng)用范圍：工業(yè)，過程控制，新廠建設(shè)及老廠技改等



產(chǎn)品特點：

結(jié)構(gòu)緊湊
設(shè)定方便、準確
5個型號的執(zhí)行器均可互換
3種規(guī)格的彈簧均可互換
采用不銹鋼波紋管平衡壓力
閥桿采用不銹鋼波紋管密封
閥頭與閥座通過錐面密封
螺接式閥座可獨立更換
無立柱設(shè)計，設(shè)定更方便
彈簧與執(zhí)行器更換簡便

3、原因分析
3.1、功能和結(jié)構(gòu)
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,水減壓閥背壓調(diào)節(jié)閥為介質(zhì)直接作用型，氣室膜片的取壓孔設(shè)置在閥門內(nèi)部(圖2) 。系統(tǒng)正常運行時，閥門的氣室彈簧預(yù)緊力大于作用在膜片上的介質(zhì)壓力，使得閥瓣壓緊閥座，閥門保持關(guān)閉。當(dāng)介質(zhì)壓力達到或超過設(shè)定壓力時，膜片下方的介質(zhì)壓力能夠克服彈簧的預(yù)緊力，使閥門開啟。閥門的開度與閥門的超壓成正比。
的選用


圖2 直接作用型背壓調(diào)節(jié)閥
直接作用型背壓調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)簡單，外形尺寸小，不需要設(shè)置外部取壓口，安裝方便。但是，閥門設(shè)定壓力精度不高，且在超壓工況有頻跳的現(xiàn)象。由于閥門膜片的取壓孔位于閥腔內(nèi)，當(dāng)閥門開啟并排放流量時，儲罐至閥門入口，以及閥門入口至閥門中腔都有流動引起的壓力損失，此處所取的壓力低于儲罐的壓力，不利于閥門達到要求的開度。另外閥門采用流關(guān)型結(jié)構(gòu)，閥門開啟后介質(zhì)的流動不利于維持閥門的開啟。當(dāng)閥門開啟排放流量時，閥腔內(nèi)部流動紊亂，壓力脈動較大，膜片經(jīng)受壓力脈動會引起閥門顫振，容易引起膜片、閥桿及導(dǎo)向面損傷。閥門的閥瓣/閥座采用金屬密封(堆焊司太立合金) ，密封性能差。
3.2、水力計算
氮封系統(tǒng)中，背壓調(diào)節(jié)閥與給水儲罐中間安裝有1個手動隔離閥、4 個彎頭(3 個90°，1 個30°) 和4.1m 長的管道。經(jīng)管路水力計算，在大工作溫度(60℃) 下排放設(shè)計要求的大流量(316 Nm3/h)時，閥門上游管道的氣體平均速度達到17.9m/s( 氣體動壓0.18kPa) ，從儲罐到背壓調(diào)節(jié)閥入口有0.73kPa 的壓損，假定儲罐內(nèi)氮氣壓力達到報警壓力13.0kPa(g) ，減去閥門上游的壓損和氣體動壓(該動壓不能利用) ，閥門入口靜壓僅為12.09kPa(g) ，閥門出口靜壓為0.72kPa(g) ( 該出口靜壓是用于克服下游排放管道的壓損) 。
由于閥門入口至閥門中腔有一定壓損，閥門中腔取壓孔處的壓力會低于閥門入口靜壓，即氣室膜片接收到的壓力會低于閥門入口靜壓12. 09kPa(g) 。按閥門設(shè)定壓力12.0kPa(g) ，此時膜片接收到的超壓小于0.09kPa (g ) ，不到設(shè)定壓力的0.75%。經(jīng)分析，閥門在如此小的超壓下無法達到要求的排量。


4、結(jié)語
相對于直接作用型背壓調(diào)節(jié)閥，指揮器操作型背壓調(diào)節(jié)閥具有控制精度高、密封性好、可防止頻跳等優(yōu)點，其性能滿足核電廠的設(shè)計要求。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：不銹鋼減壓閥