大口径高压差调节阀设计

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)重庆川仪调节阀有限公司 作者:王燕

  针对大口径高压差调节阀运行中可能出现的振动和噪声问题,用实际工况参数,采用理论计算公式、有限元软件与流体分析软件联合进行模拟和分析,提出一种优化的降压结构方案。

  随着石化工业的快速发展,流体介质的输送工况呈现出复杂化、多样化的趋势。调节阀在管线中起到节流控制的关键作用。为此,对阀门结构性能的要求也提到一个非常重视的程度。为了提高能耗比,流体控制设备逐步向大型化方向发展,大口径高压差调节阀需求也越来越多。目前,在阀门市场领域中,国产大口径高压调节阀的生产供给远不能满足逐步增长的市场需求,特别是针对特殊工况的高压阀,客户端的目光多转向进口阀门。相比一般的调节阀,大口径高压差调节阀具有公称直径较大、流量系数高以及伴随着较大压差的特点。如果降压结构设计不合理,不仅不能很好地满足现场工况需求,而且会引起较大的噪声和振荡,对环境造成污染的同时,阀门的寿命也会大幅缩短。

  文中对本公司设计生产的一台ANSI900、DN300高压差调节阀的实际工况进行了模拟计算,

  通过不同结构的噪声衰减情况分析,提出了一种降压结构的优化设计方案。

  1、高压调节阀简介

  ANSI900、DN300 调节阀参数:公称直径300mm,公称压力ANSI900,流量系数Cv=240,介质为天然气,介质温度40 ℃;阀前压力p1=9.35MPa,阀后压力p2=0.4MPa,压差值Δp=8.9MPa;阀体材质为ASTMA216(WCC),相当于国产材料ZG270-485。计算参数:计算压力p 按阀门公称压力,取p=15.0MPa,阀体中腔最大直径Dn=382mm,许用压力[σL]=82.0MPa。

  2、阀体设计

  2.1、厚度设计

  阀体是阀门中最重要的零件之一,功能如下:①作为工作介质的流动通道。②承受工作介质压力、温度、冲蚀和腐蚀。③阀体内部构成一个空间,设置阀座,以容纳启闭件、阀杆等零件。④阀体端部设置连接结构,满足阀门与管道系统安装使用要求。⑤承受阀门启闭载荷和在安装使用过程中因温度变化、振动、水击等影响所产生的附加载荷。⑥阀门总装配的基础。

  结语

  阀门的降压效果与其阻尼大小是成正比的。当压差过高时,通过适当增大结构的阻尼或采用分级降压的理论,可实现压降及介质流速的减小,从而达到改善流场分布、降低振动强度以及削减噪音的节能目的。

  增大阻尼的方式有很多种,如增加节流孔板、采用多层套筒结构等。在保证节流面积的前提下,减小节流孔径,能起到很好的降噪效果。

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