洒水降温调节阀门组装在加热炉降温系统软件中，根据更改节流阀位置总面积调整喷水量，操纵蒸汽温度，确保加热炉正常运转。为进一步了解调节阀门的特性，我企业学习借鉴海外的成功经验，创建实验台，对调节阀门的流量特性、商品流通工作能力、临界压差和流量系数等关键技术指标开展精准的实验，为调节阀门设计方案带来了重要环节。
1 实验样品及试验方法
实验样品为DN32；PN25和DN20；PN25二种洒水降温调节阀门。DN32；PN25洒水调节阀门为闸平板式，调整特点是平行线。DN20；PN25洒水调节阀门为柱塞泵式，调整特点是双曲线。
依照国外ASME、英国BS4740、国际电工研究会IEC的实验规定与办法开展实验。选用二种闸阀对比试验的方式。实验情况下各类数据信息精确测量三次，取其均值做为测算根据。实验物质为5~40℃的过滤水。
2 实验新项目、结论与剖析
2.1 实验新项目
开展流量特性、商品流通工作能力、临界压差和流量系数实验。
2.2 实验结论
2.2.1 针对DN32；PN25闸平板式调节阀门，其流量特性数据信息见表1，并依据表1的试验数据勾画出流量特性趋势图，见图1。
表1 压力差ΔP=0.3MPa时，闸阀流量特性表
|
编号 |
闸阀行程安排/mm |
相对性行程安排/% |
总流量/t·h-1 |
相对性总流量/% |
|
1 |
2.25 |
8.7 |
0.425 |
10.6 |
|
2 |
6.4 |
24.8 |
1.165 |
21.8 |
|
3 |
10.44 |
40.2 |
1.94 |
32.5 |
|
4 |
14.36 |
55.5 |
2.52 |
46.7 |
|
5 |
18.36 |
70.9 |
3.4 |
57.8 |
|
6 |
22.42 |
86.6 |
4.17 |
74 |
|
7 |
25.9 |
100 |
4.83 |
100 |
表2 调节前的调节阀门工作中特点
|
编号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
相对性行程安排/% |
8.7 |
24.8 |
40.2 |
55.5 |
70.9 |
86.6 |
100 |
|
Q1/Qmax(S=0.5) |
10.58 |
21.6 |
29.6 |
39 |
44.8 |
57.5 |
51 |
|
Q1/Qmax(S=0.2) |
10.57 |
19.6 |
26.2 |
32.6 |
34.8 |
38.2 |
40.5 |
DN32；PN25闸平板式调节阀门的总流量特性曲线要在理想状态下实验得到的，即系统软件摩擦阻力与闸阀对比，仅占不大占比。但在具体运行时，特别是在在锅炉启动情况下，在所有系统软件的气体压力是一定值时，系统软件摩擦阻力非常大，可能造成调整特性曲线形变，使管路的运行特点失帧。因此，大家按上式对特点数据信息开展调节。
（1）
—具体相对性总流量； —基础理论相对性总流量；S—闸阀摩擦阻力与系统软件摩擦阻力比率。
以上数据信息和图1表明，针对平行线特点洒水调节阀门，当闸阀摩擦阻力和系统软件摩擦阻力比例S=0.2，阀门开度为60%时，总流量相当于闸阀开全总流量的33.2%，但在之后60%~100%开度中，总流量转变并不大。当闸阀和系统软件摩擦阻力比例S=0.5，阀门开度为70%时，总流量相当于开全总流量的41%，在之后30%的阀门开度中，总流量提升非常少，这种调整特点完全不合乎加热炉自动控制系统的规定。调节阀门的最好调整范畴应在90%~5%中间，因此，用在加热炉受热面和过热器里的洒水调节阀门不适合选平行线特点。
♂2.2.2 为了能获得可以达到锅炉系统工作中特点需要的洒水调节阀门，大家按以上试验方法，对DN20；PN25柱塞泵式洒水降温调节阀门进行了检测，测试结果见表3。
充分考虑具体系统软件摩擦阻力对阀体的危害，依照公式计算（1）开展调整。当闸阀摩擦阻力仅为系统软件的50%或20%时，工作中特点的调整数据信息见表4，其特性曲线见图四。
表3 柱塞泵式调节阀门流量特性（ΔP=0.3MPa）
|
编号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
行程安排 |
0 |
2.2 |
4.22 |
6.38 |
7.58 |
10.78 |
15.18 |
17.38 |
19.58 |
26.78 |
|
|
相对性行程安排 |
0 |
8.2 |
15.65 |
23.7 |
32 |
43 |
48.5 |
56.6 |
65 |
73.2 |
100 |
|
闸阀总流量 |
0.092 |
0.12 |
0.188 |
0.365 |
0.648 |
0.93 |
1.3 |
1.7 |
2.04 |
2.54 |
2.9 |
|
相对性总流量 |
3.17 |
4.15 |
6.5 |
12.7 |
22.3 |
32.4 |
41.5 |
58.6 |
70.4 |
87.6 |
100 |
表4 柱塞泵式调节阀门流量特性（ΔP=0.3MPa）
|
编号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
相对性行程安排 |
0 |
8.2 |
15.65 |
23.7 |
32 |
43 |
48.5 |
56.6 |
65 |
73.2 |
100 |
|
相对性总流量 |
3.14 |
4.13 |
6.36 |
12.4 |
21.4 |
29.4 |
31.8 |
45.4 |
49.2 |
56.9 |
57 |
|
相对性总流量 |
3.16 |
4.14 |
6.43 |
12.9 |
19.6 |
26.2 |
31.7 |
35.7 |
37.7 |
40.1 |
40.7 |
根据实验证实，双曲线特点洒水调节阀门比平行线特点洒水调节阀门的流量特性好。因而，在加热炉洒水降温管道中，闸阀选用双曲线或是等百分裂特点比较适合。
2.2.3 商品流通工作能力
商品流通能力是闸阀处在开全情况，闸阀两边压力差为0.1MPa，环境温度为20℃的水1h穿过闸阀的立方数。调节阀门的商品流通工作能力体现了液体根据阀体的工作能力，是挑选调节阀门的重要环节。
表5 闸平板式调节阀门测试结果（ΔP=0.1MPa）
|
精确测量频次 |
1 |
2 |
3 |
三次均值/Kv |
|
闸阀总流量/t·h-1 |
2.67 |
2.665 |
2.664 |
2.666 |
表6 柱塞泵式调节阀门测试结果（ΔP=0.3MPa）
|
精确测量频次 |
1 |
2 |
3 |
三次均值平均值/Kv |
|
闸阀总流量/t·h-1 |
2.96 |
2.9 |
2.93 |
2.93 |
依据调节阀门商品流通工作能力的界定，表6的测试结果按上式开展测算，算出具体的商品流通工作能力标值。
闸阀原调计的商品流通工作能力按上式估算：
KV=5.04μF （2）
式中：KV—设计方案商品流通工作能力；
μ—流量系数；
f—阀让商品流通总面积，cm2。
闸平板式调节阀门设计方案商品流通工作能力KV=1.94；柱塞泵式调节阀门的设计方案商品流通工作能力KV=1.53。通过具体检测，这几种不一样构造调节阀门的商品流通工作能力均比设计值大。
♂2.2.4 临界压养
当节流阀件两边压力差做到某一值后，压力差再提升，用户流量也不会提升，这时压力差称之为临界压差。为了能讨论液态的临界压差，做如下所示实验。将调节阀门调至某一开度，持续保持阀前工作压力为0.4MPa，而不断地降低阀后工作压力，精确测量根据阀体的总流量。测试结果见表7。从表7中看得出，当闸阀压力差超出0.325MPa后，伴随着压力差的提升，总流量提升很少，已无法满足的数据流量和压力差数学课表达式。这说明，在节流阀处产生了多效蒸发状况，破坏压力差和数据流量中间的函数关系，发生了临界压力。
表7 100%开启度时的数据测试
|
编号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
阀前工作压力/MPa |
0.4 | |||||||
|
阀后工作压力/MPa |
0.019 |
0.03 |
0.05 |
0.075 |
0.096 |
0.1 |
0.15 |
0.2 |
|
闸阀压力差/MPa |
0.381 |
0.37 |
0.35 |
0.325 |
0.304 |
0.3 |
0.25 |
0.2 |
|
总流量/t·h-1 |
5.15 |
5.14 |
5.15 |
5.13 |
4.97 |
1.76 |
4.5 |
4 |
2.2.5 流量系数
流量系数是调节阀门设计方案和规格挑选的关键根据，其主要计算方法要以哥白尼不可压缩流体的伯勤奋利方程式为基本。从阀体的构造来说，其流量系数的理论计算可按上式开展。
（3）
式中：μ—闸阀流量系数；
Φk—高压闸阀流量系数；
fk—闸阀打开总面积，cm2；
Fk—管路截面，cm2。
一般认为当fk/Fk=0.2 时，=1，μ=Φk=常量。针对试验数据按上式开展测算。
（4）
数值见表8和表9。
♂表8 闸平板式调节阀门流量系数数值
|
实验编号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
闸阀总流量/t·h-1 |
0.335 |
0.667 |
0.986 |
1.27 |
1.59 |
1.95 |
2.44 |
2.8 |
|
合理商品流通总面积/cm2 |
0.065 |
0.131 |
0.194 |
0.299 |
0.323 |
0.338 |
0.452 |
0.516 |
|
基础理论总流量/t·h-1 |
0.962 |
0.938 |
0.138 |
1.84 |
2.295 |
2.76 |
3.21 |
3.67 |
|
流量系数 |
0.726 |
0.715 |
0.715 |
0.69 |
0.693 |
0.706 |
0.76 |
0.764 |
表9 柱塞泵式调节阀门流量系数数值
|
编号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
|
0.146 |
0.317 |
0.56 |
0.878 |
1.233 |
1.64 |
2.05 |
2.46 |
2.86 |
3.1 |
3.33 |
|
|
0.013 |
0.0374 |
0.068 |
0.105 |
0.155 |
0.19 |
0.2386 |
0.29 |
0.344 |
0.401 |
0.422 |
|
|
0.228 |
0.464 |
0.718 |
1.123 |
1.523 |
1.99 |
2.435 |
2.9 |
3.44 |
3.985 |
4.19 |
|
流量系数 |
0.64 |
0.68 |
0.70 |
0.78 |
0.81 |
0.82 |
0.84 |
0.85 |
0.83 |
0.79 |
0.79 |
实验用阀的流动总面积和管路截面比例各自为0.068 4和0.134，均低于0.2，因此，实验阀的流量系数为一常量，一般其算数平均值。DN32；PN25闸平板式调节阀门的流量系数μ=0.721，DN20；PN25柱塞泵式调节阀门的流量系数μ=0.778。
5 结语
根据对DN32；PN25闸平板式调节阀门和DN20；PN25洒水降温调节阀门试验数据的科学研究与剖析，大家得到下列结果。
为保证锅炉完成自动控制系统，做到理想工作特点，洒水降温系统软件不容易选用平行线特点调节阀门，应取等百分数或双曲线特点。
实验证实水同蒸气一样存有临界压力，它标值与气动阀门的构造和开度相关。
针对闸平板式调节阀门其流量系数可用0.72；针对柱塞泵式调节阀门其总流量系为可选用0.78。这一数据信息基本上符合国际上一些我国在调节阀门设计中所选用的数据信息。
论文参考文献
[1] 蜀国熙.调节阀门应用与检修[M].北京市：化工出版社出版，1999.
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