1、閥門專業(yè)知識-自力式背壓調(diào)節(jié)閥概述

　　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(jìn)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)的自力式背壓調(diào)節(jié)閥排量不足問題進(jìn)行了分析，并提出了閥門換型的解決措施。

2、閥門專業(yè)知識-自力式背壓調(diào)節(jié)閥工作原理

　　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(hù)水不受空氣的污染。儲罐的氮封系統(tǒng)(圖1) 包括進(jìn)氣和排氣兩部分。進(jìn)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 個自力式背壓調(diào)節(jié)閥和1個手動隔離閥。正常運行時，進(jìn)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。

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) ，要求的最大排量為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(dá)不到系統(tǒng)設(shè)計要求。

3、原因分析

　　3.1、功能和結(jié)構(gòu)

　　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(dá)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。

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(dá)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，在最大工作溫度(60℃) 下排放設(shè)計要求的最大流量(316 Nm3/h)時，閥門上游管道的氣體平均速度達(dá)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(dá)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(dá)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。

產(chǎn)品訂購須知:

1.用戶已確定閥門類型和型號（尤其是非標(biāo)準(zhǔn)型號）時，用戶應(yīng)正確說明其型號的含義和要求。

2.用戶應(yīng)根據(jù)樣本所列產(chǎn)品型號進(jìn)行訂貨，如對產(chǎn)品項目有特別要求，請在訂單中說明：

1）結(jié)構(gòu)長度2）法蘭標(biāo)準(zhǔn)3）閥門的結(jié)構(gòu)形式：如通道全通徑或縮徑、體蓋連接形式4）閥門內(nèi)件及對材料的其他要求5）壓力試驗、檢驗標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)識及其他要求

3、當(dāng)閥門使用的場合非常重要或環(huán)境比較復(fù)雜時,請您盡量提供設(shè)計圖紙和詳細(xì)參數(shù)，由我們的專家為您審核把關(guān)

4.本公司可以根據(jù)用戶的特定要求配置電動裝置,氣動驅(qū)動裝置。

5.本公司生產(chǎn)的各類閥門可以滿足訂單規(guī)定的各項要求，產(chǎn)品出廠前均逐一按要求的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗和試驗。

6.滄海閥門所有產(chǎn)品質(zhì)保時間為：客戶正式安裝使用12個月之內(nèi)或產(chǎn)品出廠18個月之內(nèi)。

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