分析探讨除氧器水位调节阀的选型与放置位置

发布时间:2010-09-01  点击数:2764
     除氧器水位调节阀通常分有一阀和两阀(主阀和启动阀)两种,在我们国内大多采用一个调节阀代替两个调节阀,而国外则多采用两阀:主阀和启动阀。本工程3、4号机组的除氧器水位调节阀采用一个主调节阀和一个副调节阀并联进行调节的方式,在控制过程中先开副调节阀,等副调节阀全开后再开主调节阀,关闭时的控制刚好相反。采用两个调节阀的目的是为了更好地实现调节与凝结水流量之间的线性关系。
一、选型
     主阀和启动阀有的采用直通型调节阀,也有启动阀采用直通型调节阀,主阀采用球阀(当主阀工作在一定压力下,凝结水温度偏高时,阀芯容易产生汽蚀),主阀采用球阀或采用直通型调节阀时阀门的最小开度也不能低于5%,低于5%以下时,调节精度较差。其实,采用等百分比的调节阀还是线性的调节阀,阀门开度低于5%以下时,调节精度都较差,这是由于小于5%开度时,调节阀的阀芯由于水流的截流作用很难稳定在这一开度;但等百分比的调节阀的开度在小开度时,比线性的调节阀要好。设计选型时若调节阀采用等百分比的,实际调试中,阀门的实际开度特性曲线会趋向于线性特性。如图1。

     那么是采用调节阀流量特性是“线性型”还是“等百分比型”呢?还要经过理论计算和实际应用经验来判断,工程设计多采用经验准则,即从控制系统特性、负荷变化和S值大小三个方面综合考虑来选择调节阀的流量特性,选择的原则是尽可能保证控制系统在各种工况下和整个调节范围内对象系统增益不变,一般以全开阀阻比S100(调节阀全开时的阀前后差压P100与系统总管的差压∑△P之比)来确定调节阀流量特性的选择。如公式:
      
      S100—全开阀阻比、△P100— 阀门开度时前后差压、∑△P— 阀门全开时系统管路总压降。
     而:∑△P=△P低加+△P管路+△P弯头+…+△P其它=P凝结水母管- P除氧器
     除氧器水位是通过调节凝结水流量来实现,对于除氧气水位调节阀来说,不管选用线性型或等百分比型调节阀,作为控制对象,我们最终希望的结果都是在阀门实际工作中,整个调节范围内阀门开度与实际凝结水流量是线性的关系。调节阀的流量特性是指在调节阀全后差压固定不变的情况下,流量q与阀位开度L的函数关系统,即q=f(L)。依据函数关系的不同,调节阀的流量特性可分为线性型、对数型(等百分比型)、快开型和抛物线型等。线性型是指调节阀的节流面积与阀的开度成直线关系;等百分比型是指在任意开度下,单位行程变化所引起的节流面积变化都与各该节流面积本身成正比关系。
     但是,调节阀在实际使用条件下,其流量与开度之间的函数关系为调节阀的实际工作流量特性。对于调节系统,总是希望实际工作时调节阀的实际工作流量特性为线性。在实际使用条件下,由于调节阀前后差压不能保持恒定不变,因此,调节阀的实际工作流量特性与调节阀的流量特性有一定的偏差。
     (1)当实际使用时调节阀在整个调节范围内前后差压变化不是大时,选用线性型的调节阀较为合适,基本上能保证调节阀的实际工作流量特性为线性;实际使用时调节阀在整个调节范围内前后差压变化很大时,选用等百分比型较为合适,在阀位小开度时调节阀前后差压较大,但节流面积变化平缓,而在阀位大开度时调节阀前后差压较小,但节流面积变化加快,两端刚好互为补偿,使调节阀的实际工作流量特性接近线性。工程上一般以全开阀阻比S100来确定选择调节阀流量特性,当S100=0.6~1时,管路的压降比阀门的压降小得多,阀门的实际工作流量特性与阀门的流量特性相近,因此选用性线型调节阀较为合适;

     (2)当S100= 0.3~0.6时,管路压降比阀门压降占的比重大,在阀门较大开度情况下,阀门的可调节量变小,阀门的实际工作流量特性与阀门的流量特性有很大的畸形,若选用等百分比型阀门,畸形后的实际工作流量接近线性,所以选用等百分比型调节阀较为合适。(也可以采用正常流量下的Sn来计算,正常流量情况下,阀门压降与系统总压降之比Sn>0.75时选线性型阀门,Sn<0.75时选等百分比型阀门)。
     根据设计院、设备制造厂家的有关参数,可进一步确定阀门型式的选择。主要是选用的阀门在实际工作中能达到上图所示的特性即可。
二、放置
     那么,除氧器水位调节阀放在什么位置,国内设计多放在低压加热器前,国外设计多放在除氧器前低压加热器后,就其位置也曾争论不休,就实际工程经验看,除氧器水位调节阀放在远离除氧器的位置,这样会影响凝结水流量检测导致控制响应滞后,因为凝结水流量是靠除氧器水位控制的,当水位波动后而动作调节阀,由于调节阀远离除氧器,管道过长而滞后,影响除氧器水位的调节品质,另外,低负荷时前后压差较大,调节阀远离被控设备太远、管道过长容易引起凝结水管道震动;根据控制元件应尽可能靠近被控对象的原则,除氧器水位调节阀设置应尽可能靠近除氧器。
     总之,除氧器水位调节阀的选型、放置位置与机组的特点、调节水平有很大的关系,值得我们继续研究和探讨;本文为个人观点仅供参考。