容易造成闪蒸和气蚀的流体应该怎么选择合适的阀门?

日期:2021-8-4 9:20:06 / 人气:

容易造成闪蒸和气蚀的流体应该怎么选择合适的阀门?

闪蒸破坏的特点是受冲刷表面有平滑抛光的外形。再次说明一 下,闪蒸的产生是因为 P 2 < P v 。P 2 是阀门的下游压力,是下游工艺和管道的一个函数。P v 是流体和工作温度的一个函数。 因此,定义闪蒸的变量不是由阀门直接控制的。这进一步意味着,对任何电动阀门来说都无法防止闪蒸的发生。既然闪蒸不能靠阀门来避免,好的办法是选择具有合适的几何形状和材料的阀门来避免或尽量减小破坏。

 总之,冲蚀可以通过下述方法减到较小: 

1.防止或减少颗粒(此处指液滴)冲击阀门表面 

2.将这些表面尽可能硬化 

3.降低冲蚀性流体的速度 

闪蒸破坏的典型外形

选择流体方向改变尽可能少的阀门可以使颗粒冲击数量减到较小。直行程角阀是提供这种流道的典型方案。一些旋转阀,如偏心旋转球塞阀和半球阀也提供直通式流道。在调节点的下游将阀门的流通区域扩展也是有效的,因为冲蚀速度会减小。对于那些肯定会受到流体冲蚀的阀内表面的区域,如阀座表面,选择尽可能硬的材料。通常来说,材料越硬,越耐冲蚀。 既有闪蒸又有腐蚀性的液体是特别麻烦的事。钢质阀门中的闪蒸水是一个同时腐蚀和冲刷共同作用的例子。水会引起钢材的腐蚀,而闪蒸会引起由腐蚀产生的软性氧化层的冲刷;这种综合作用比两种机理单独产生的破坏还大。在这种情况下,解决方案是至少选择一种低合金钢以防止腐蚀。

气蚀破坏的特点是受冲刷表面有粗糙的煤渣状的外形,如图所示。它明显不同于由闪蒸冲刷引起的平滑抛光外形。前面的一节描述当缩流断面处的压力小于 P v ,且 P 2 大于 P v 时气蚀是怎样产生的。气蚀可以通过几种方法来处理。

气蚀破坏的典型外形

第一种方法是通过控制压降来消除气蚀从而防止破坏。如果通过阀门的压降经过控制而使得局部压力不会低于蒸汽压力,那么蒸汽气泡就不会形成,没有蒸汽气泡的破裂,也就不会产生气蚀。为了消除气蚀,可使用多级降压内件,把通过电动阀门的压降分成数个较小的压降, 每一个较小压降都确保其缩流断面处的压力大于蒸汽压力,从而没有蒸汽气泡会形成。 

第二种方法不是消除气蚀,而是像闪蒸的解决方法一样尽可能减小或隔离其破坏。这种方法是把气蚀与阀内表面隔离开来,并硬化那些会受到气蚀冲击的表面。

 第三种方法是以某种方式改变工艺系统以防止气蚀产生。如果能将 P 2 升高到足以使缩流断面处的压力不会降到蒸汽压力以下,也就是说阀门不再被阻塞, 那么气蚀就可以避免了。将阀门移到有较高静压头的下游位置可以提高 P 2 的值。增加一个限流孔板或类似的背压装置也能升高阀门的 P 2 值;下游存在把气蚀从阀门转移到限流孔板处的潜在可能性。