蒸汽锅炉给水电动调节阀的应用

蒸汽锅炉给水电动调节阀的应用

作者：陈彬雅

来源：《科学导报·科学工程与电力》2019年第24期

【摘; 要】现阶段，随着社会的发展，我国的科学技术的发展也有了很大的进步，对现代化建设的要求也越来越高。在蒸汽锅炉给水系统中，变流量给水系统极为普遍，然而实际工程中，变流量空调系统经常出现监而不控、控而不优的情况，这与控制系统的调节阀有着直接的联系。调节阀作为系统的一个控制中的执行器，在流量调解中起着调节和控制流量的作用。调节阀作为系统一个控制环节，它选择的正确与否直接关系到变流量给水系统是否能够正常运行。在给水系统中，调节阀流量特性及阀权度的选取十分重要，在应用时应充分了解阀门特性及管路阻力分布情况，使调节阀的工作特性满足系统运行要求，从而达到节能降耗，安全运行的目的。

【关键词】蒸汽锅炉;给水电动调节阀;应用

引言

根据锅炉的使用特性及《工业锅炉水质》制定的有关国家标准，锅炉所用的水必须是软质水，且水质符合国家标准，如汽水两用锅炉及蒸汽锅炉所用的水必须提前在炉外经过化学处理。

1概述

蒸汽锅炉给水自动调节系统是锅炉基本调节系统之一，它是控制锅炉汽包水位、三冲量调节的关键因素，是确保锅炉安全运行的一个不可缺少的调节系统。给水电动调节阀是锅炉给水自动调节系统中的一个重要的部件，它的性能直接影响到调节系统工作的可靠性和自动化的程度。调节阀的性能取决于与系统的压差配合，而前提关键在于调节阀节流件的型线设计，是指把调节阀的流通面积按照一定的比例（直线、等百分比、抛物线、快开等）分配到各个行程上的设计中去，这种比例就是要使调节阀在调节过程中和变化的压差相适应。目前普遍存在的一个问题是，很多人忽略了给水电动调节阀阀权度对其调节性能的影响，导致在某些情况下阀门的流量特性不按既定行程，使阀门的调节性能大为下降。

2电动调节阀的技术参数

阀体本身及其驱动的执行机构共同称为电动调节阀。控制器通过改变输出信号来调节执行机构阀门的开口度，从而实现调节水流量，进而调节和控制换热器中的换热量。我们在设计锅炉系统并对电动调节阀进行选型时必须考虑以下技术参数：阀门内径、流量特性曲线、流通能力（即Kv）、关闭最大压差、阀权度等。

调节阀阀芯完全打开时阀门的流通能力最大，可获得最大Kv值，即Kvs;当调节阀阀芯完全关闭时，水流量为0，此外阀芯处于其它位置时，与之对应的阀门流通能力表示为Kv。

2.1流量特性曲线

阀门的流量特性曲线能够反映阀门相对开口度与相对流量的关系，指的是当阀门开口度由0逐步开至100%时的每一个开口度所对应的水流量所构成的曲线。电动调节阀在正常工作时，阀门进出口的压差在不断发生改变，此时阀门的能量特性叫做阀门的工作流量特性。在理想状态下，当阀门两端压降恒定不变时所得到的阀门流量特性叫做理想流量特性。通常调节阀理想的流量特性包括快开特性、等百分比特性及线性特性等。调节阀的理想流量特性指的是在理想状态下阀门压降恒定时的流量特性。在实际应用过程中，如果未安装压差控制器，调节阀的压降是时刻变化的，也就是说调节阀在关闭状态时到完全打开，阀门的压降不是恒定的，因此此时的流量特性已产生变化。而且阀权度不同时，阀门在实际工作时的流量特性也是不同的，且阀权度越小，流量特性偏离就越大。

2.2阀权度

电动调节阀的阀权度指调节阀全开时两端的压降与调节阀全关时调节系统两端的压降之比。理论上，这个值越大越好，表明阀门能够对流量进行有效调节从而对换热器换热量进行有效控制。阀权度是衡量调节阀调节性能的重要指标。电动调节阀的阀权度大小，影响其工作流量特性，关系到系统的调节质量。阀权度越小，系统的调节质量越差。

3影响分析

3.1对阀门寿命的影响

通过给水降压试验可知，调节阀阀门开度由原来的10%～20%的可调区间扩大到30%～70%的经济可调区间，有利于延长阀门的使用寿命。阀门开度小，阀芯密封面離节流口近，有损于阀芯密封面，节流间隙小，流速大，冲刷厉害，急剧的流速、压力变化，超过阀的刚度时，阀稳定性差，甚至产生严重振荡，严重影响阀的使用寿命。

3.2工作原理介绍

系统中共设有两套软化水处理设备，其基本参数为YCT112-4B，Q=5～6 t/h，N=0.75 kW，出水硬度不高于0.03mmol/L。该系统中还设有两套盐罐和两套树脂罐，均为开1备1，将由普通自来水供给的自来水软化处理后输送至软化水箱，然后软化水通过冷凝水泵进入除氧器，在除氧器中经过相应处理，最后注入锅炉锅筒内。在整个软化水处理系统中，电动调节阀能够控制自来水的流量。整个系统及处理工艺较为复杂，现仅将其处理原理绘制如下：

在以往的软化水处理系统中，如图1所示，电动调节阀的安装位置为系统的主给水管路，系统在工作过程中，当软化水箱的液位达到设定高度时，水箱内安装的液位传感器便会发出相

应的信号，该信号传给电动调节阀后，调节阀关闭并停止给水。然而系统中的树脂罐需继续对自来水冲洗软化，并为锅炉不间断地提供软化水，就必须有自来水供给。因此电动调节阀关闭后，树脂罐就会因缺水而停止工作，从而影响整个系统的工作效率。为改善软化水系统的工作性能，我们将电动调节阀的安装位置改在软化树脂罐的出水口上。

在改进后的软化水处理系统中，当软化水箱液位达到标定值时，液位传感器发出信号并传给电动调节阀，调节阀关闭，树脂罐不再向软化水箱供水，而在软化树脂罐中，依然有自来水供应，此时树脂罐可继续进行冲洗软化工作，这样系统可持续不断地向锅炉提供软化水。

3.3常见故障分析及处理

①电机不转。电机线圈烧毁。若腐蚀性气体或水进入电机后，就会使电机线圈短路而烧毁，若电机转子抱死，电机线圈电流过大，使得线圈发热，从而导致电机烧毁。判断诊断方法：采用电阻仪测量电机引出线之间的电阻值，若电阻接近零或趋于无穷大均说明电机线圈烧毁。②两个微动开关位置不当。当调节阀动作时，带动反馈连杆移动，行程至零点和满度时，微动开关应关闭，使电流不会流过电机，从而达到保护电机的目的。如微动开关位置过开，使阀杆动作已达零点或满度时仍不能断开，电流继续通过电机，但此时电机已无法转动，将会造成电机堵转烧坏。处理方法是移动微动开关位置，使之与阀杆行程位置相对应。③电动调节阀一动作就引起保险丝熔断。原因分析：电机线圈绝缘漆脱落，导致绕组和阀体短接，启动电流过大;使用的分相电容过大，使得启动电流较大。故障诊断方法：采用交流电流表测量电机启动电流，观察启动电流是否正常。

3.4更换锅炉省煤器管的材质，提高其承压能力

锅炉省煤器是：利用高温烟气的余热温度加热锅炉给水温度的热交换设备。原省煤器的形式为：铸铁翼型。外型：150×150mm;内径：Ф60mm;长250mm。结构形式为：总共72根省煤器管叠放在一起分成三组，每组的出入口管分别与出入口联箱连接，联箱的入口管与给水调节阀相连，出口管进入锅炉，受热面积为：312m2。只要将省煤器易产生冲击的第一组入口铸铁管材质更换为：Ф60mm的锅炉无缝钢管，就可以提高省煤器的承压能力，保证锅炉正常运行。

结语

等百分比特性阀门，在管路阻力及阀门阀权度的共同作用下出现畸形，使相对流量与相对行程接近线性关系，而给水定压越高，系统阻力越大，阀门相对开度相同的情况下流量越大，在不影响锅炉安全运行的前提下，降压运行，节电节能。

参考文献：

[1]刘晓军，张鸿宇.浅析林区锅炉水处理的重要性[J].林业劳动安全，2009（03）.