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(dòng)和噪聲問(wèn)題，用實(shí)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(lián)合進(jìn)行模擬和分析，提出一種優(yōu)化的降壓結構方案。

　　隨著(zhù)石化工業(yè)的快速發(fā)展，流體介質(zhì)的輸送工況呈現出復雜化、多樣化的趨勢。調節閥在管線(xiàn)中起到節流控制的關(guān)鍵作用。為此，對閥門(mén)結構性能的要求也提到一個(gè)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(fā)展，大口徑高壓差調節閥需求也越來(lái)越多。目前，在閥門(mén)市場(chǎng)領(lǐng)域中，國產(chǎn)大口徑高壓調節閥的生產(chǎn)供給遠不能滿(mǎn)足逐步增長(cháng)的市場(chǎng)需求，特別是針對特殊工況的高壓閥，客戶(hù)端的目光多轉向進(jìn)口閥門(mén)。相比一般的調節閥，大口徑高壓差調節閥具有公稱(chēng)直徑較大、流量系數高以及伴隨著(zhù)較大壓差的特點(diǎn)。如果降壓結構設計不合理，不僅不能很好地滿(mǎn)足現場(chǎng)工況需求，而且會(huì )引起較大的噪聲和振蕩，對環(huán)境造成污染的同時(shí)，閥門(mén)的壽命也會(huì )大幅縮短。

　　文中對本公司設計生產(chǎn)的一臺ANSI900、DN300高壓差調節閥的實(shí)際工況進(jìn)行了模擬計算，

　　通過(guò)不同結構的噪聲衰減情況分析，提出了一種降壓結構的優(yōu)化設計方案。

　　1、高壓調節閥簡(jiǎn)介

　　ANSI900、DN300 調節閥參數：公稱(chēng)直徑300mm，公稱(chēng)壓力ANSI900，流量系數Cv=240，介質(zhì)為天然氣，介質(zhì)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(zhì)為ASTMA216(WCC)，相當于國產(chǎn)材料ZG270-485。計算參數：計算壓力p 按閥門(mén)公稱(chēng)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(mén)中最重要的零件之一，功能如下：①作為工作介質(zhì)的流動(dòng)通道。②承受工作介質(zhì)壓力、溫度、沖蝕和腐蝕。③閥體內部構成一個(gè)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(mǎn)足閥門(mén)與管道系統安裝使用要求。⑤承受閥門(mén)啟閉載荷和在安裝使用過(guò)程中因溫度變化、振動(dòng)、水擊等影響所產(chǎn)生的附加載荷。⑥閥門(mén)總裝配的基礎。

　　結語(yǔ)

　　閥門(mén)的降壓效果與其阻尼大小是成正比的。當壓差過(guò)高時(shí)，通過(guò)適當增大結構的阻尼或采用分級降壓的理論，可實(shí)現壓降及介質(zhì)流速的減小，從而達到改善流場(chǎng)分布、降低振動(dòng)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。