调节阀在小开度下工作时常常会出现一些隐患,甚至影响系统的正常运行。为什么调节阀不宜在小开度下工作?当阀门选型过大或工艺条件发生变化时,又该如何有效解决这一问题?
一、 为什么调节阀不能在小开度下工作?
调节阀在小开度工作时存在着急剧的流阻、流速、压力等变化,会带来如下问题:
①节流间隙小,流速大,冲刷厉害,严重影响阀的使用寿命;
②急剧的流速、压力变化,超过阀的刚度时,阀稳定性,甚至产生严重振荡;
③对于流闭状态下工作的阀,会产生跳跃关闭或跳跃启动现象,调节型阀在这个开度内无法进行调节;
④开度小,阀芯密封面离节流口近,有损于阀芯密封面;
⑤有些阀不适于小开度工作,如果蝶阀,小开度时不平衡力矩大,会产生跳开跳关现象,再如双座阀,两个阀芯一个处于流开,一个处于流闭,小开度时稳定性差,易产生振荡。 综上所述,为了提高阀的使用寿命、稳定性、正常调节等工作性,调节阀应避免在小开度工作,通常应大于10%~15%。但对高压阀、双座阀、蝶阀、处于流闭状态的调节阀来说,应大于20%(线性阀)~30%(对数阀)。
二、 当阀选大了或工艺条件变化时, 调节阀经常在小开度下工作,该如何解决?
(1)降低阀上压差ΔP。由方程式Q=C√ΔP/P可知,当ΔP减小时,Q也减小,为了保持通过调节阀的流量不变,就要增大阀的开度,这样可避免阀在小开度下工作。
具体方法如下: a、在阀后加限流孔板消耗一部分压降; b、关闭管路上串联的手动阀,至调节阀获得较大理想的工作开度为止。
这两种办法都是增大管路上的压降,以减小阀上压降,因为系统总压降ΔP系统=阀上压降ΔP阀+管路压降ΔP管路。由于ΔP系统不变,当ΔP管路增大时,ΔP阀必然减小。
(2)缩小口径由Q=C√ΔP/P可知,C值减小,Q也减小,为保持通过阀的流量不变,就必然要加大开度,这样也可避免阀在小开度工作。C值与阀的口径DN、阀座直径dN有关。 减小C值的办法是:
a、换一台小档口径的阀,如将DN32换成DN25;
b、阀体不变,换小档DN的阀芯阀座,如将DN10换成DN8。
三、 当调节阀处于小开度工作时, 存在什么隐患?该如何避免?
1、易受堵塞 在小开度下,流体流速较慢,容易使流体中的颗粒沉积在调节阀的流道中,导致阀门堵塞或卡死。
2、流量控制不稳定 在小开度情况下,调节阀的流量控制可能变得不够稳定,容易受到外部干扰或内部因素的影响,导致流量波动或不准确。
3、闪蒸和振荡 当流体在小开度情况下通过调节阀时,可能会出现闪蒸现象,从而导致流体压力和温度剧烈变化,还可能引起阀门振荡。