电动调节阀在锅炉软化水制作中的应用

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)义煤集团公司义安矿 作者:张朝阳

  在软化水处理系统中,对电动调节阀的安装位置进行改进,能够实现持续不断地向锅炉提供软化水,提高了锅炉的安全性能。本文对锅炉软化水处理系统所使用的电动调节阀的使用原理、技术参数等进行了详细介绍。

  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,通常在锅炉设备的安装同时均装有一套与之相配套的水软化处理设备,只有这样锅炉才能够长时间安全使用,现结合实践改造,对电动调节阀在锅炉软化水制作过程中的应用进行分析探讨。

1、电动调节阀的技术参数

  阀体本身及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。

  1.1、流通能力(Kv值)

  流通能力指的是电动调节阀的水通过能力,指当阀门进出口压差在1bar时水流过阀门的量,以Kv表示,其计算公式为:

电动调节阀在锅炉软化水制作中的应用

  式中Q——通过阀门的水流量,单位为m3/h;

  ΔP——阀门进出口压差,单位为bar。

  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。

  1.2、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。

  1.3、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。

  1.4、可调比及关闭压差

  可调比指的是电动调节阀的能够调控的最大流量和最小流量的比,在设计供热系统选择电动调节阀时,所需的可调比应低于调节阀的控制范围。关闭压差又称调节阀的最大工作压差,指的是当调节阀完全关闭时阀门进出口压差的最大值,若系统中关闭压差大于阀门的许用压差,可在管路上加设压差控制阀,以确保调节阀的使用安全。

2、电动调节阀的锅炉软化水制作过程中的应用

  2.1、电动调节阀工作原理介绍

  本文以流化床锅炉软化水处理系统(SHF7-1.25+矸石)为例进行介绍,该系统中共设有两套软化水处理设备,其基本参数为YCT112-4B,0=5-6t/h,N=0.75kW,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:

电动调节阀在锅炉软化水制作中的应用

图1 软化水制作过程示意

  在以住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,如图2所示。

电动调节阀在锅炉软化水制作中的应用

图2 改进后的软化水制作过程示意

  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。

  2.2、使用中的相关注意事项及常见故障处理

  2.2.1、相关注意事项

  在实际使用过程中,电动调节阀发生故障的原因通常不是因阀门质量不过关,而多是由于阀门的安装和使用不规范造成的,调节阀的安装位置、使用环境、方向等均会导致调节阀无法正常使用,在阀门的使用过程中,若介质不够清洁也会造成调节阀阀芯卡死,因此在安装和使用过程中要做到以下几点:

  ①电动调节阀为现场仪表,其使用温度最低不宜低于25℃,最高不能超过60℃,其相对湿度感为95%,因此在高温或露天的环境中使用电动调节阀时,必须有相应的降温和防水措施,此外,若系统管道有震动,调节阀应安装在远离震源的位置或对调节阀进行防震处理。 ②调节阀的安装应与水平面垂直,因环境需要可以倾斜安装,若阀体自重较大或安装倾斜角度过大,必须在阀体处架设支承结构。③通常调节阀的安装位置不宜离地面过高,当安装位置高于2m时要铺设工作平台,从而便于对调节阀进行手动操作和日常维护。④ 电动调节阀的安装应在整个系统管路清洗工序完毕后进行,管道内不能有焊渣和污物,安装完毕后要再次对调节阀进行冲洗,开始注入人质前要打开所有阀门,以防杂物卡死阀芯。对手轮机构操作完成后要将其复位至空档。

  2.2.2、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、结语

  在软化水处理系统中对电动调节阀的安装位置改进后,改善了软化水系统的工作性能,系统可持续不断地向锅炉提供软化水,并且系统改进后,锅炉的运行更加安全、稳定、可靠,值得大力推广和应用。

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