在前面的文章中,我們了解了怎樣選擇流量特性?知道調節(jié)閥的流量特性,就是介質通過調節(jié)閥的相對流量和調節(jié)閥相對開度的關系。理想的流量特性主要有3種:快開特性、線性特性、等百分比特性。本文接著來學習造紙行業(yè)對調節(jié)閥的選型。
(1)漿料設備主要包括漿料的碎解、磨漿、除砂、配料、稀釋等過程。在碎解、磨漿、除砂過程中,漿濃度較高,含有較多纖維。另外漿料中含有砂子、鐵絲等多種雜質,因此要選擇剪切能力較強的調節(jié)閥。密封也應采用硬密封,防止雜質造成密封損壞,建議用金屬密封的球閥。在配料和漿料稀釋過程中,由于漿料的混合需要精確的漿料比例控制,稀釋要求精密的濃度控制。V型球閥具有較好的截流特性和控制功能,能快速響應工藝條件的改變,且泄漏量少,球芯與閥座間回轉時具有較強的剪切力,應是優(yōu)先選擇。要求最特殊的地方是抄前池后的定量控制閥,由于一般的氣動執(zhí)行機構和定位器不能滿足工藝要求的定位精確度,并且有較大的滯后性,因此一般選用高精度的步進電機控制的V型調節(jié)閥來作為定量控制閥。
(2)濕部化學品和涂料部分主要包括淀粉、瓷土、碳酸鈣、膠乳、殺菌劑、助留劑、助濾劑等。瓷土、碳酸鈣等大多數(shù)物料顆粒性強,對閥座磨蝕作用特別強,因此應用于這些介質的調節(jié)閥應選用耐磨型材料。例如可以用硬質金屬或覆嵌陶瓷作為閥座材料,同時選型時要注意使管道中的流速與調節(jié)閥兩端壓差盡量保持在較低狀態(tài)。助留劑、助濾劑等添加劑由于添加量少,要求計量精確,因此,需要選擇CV值小的調節(jié)閥。硫酸、殺蟲劑等腐蝕性極強的輔料,介質接觸部件一般采用聚乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯等材料。隨著新材料的應用,PVC等材質球閥也越來越多的應用于腐蝕性強的場合。 對于涂料、輔料工段調節(jié)閥口徑的選擇,要充分考慮粘度的影響。對于大部分涂料,選擇調節(jié)閥時不應只參考常規(guī)的粘度系數(shù),還要充分考慮涂料的流變特性,因為多數(shù)涂料具有塑性流動或假塑性流動等特性。涂料成分、顆粒大小、固含量以及流體速度的不同,導致其粘度也不同。例如:當泵的轉速為20r/min時,粘度在300Pa·s左右,當泵轉速為700r/min時,粘度在18×105Pa·s左右。
由瓷土-膠乳的流動特性曲線圖可見,剪切速度Vc時臨界點。在此之前隨剪切應力增大,曲線斜率降低,即粘度下降,到Vc處達到最低。在此之后隨剪切應力增大,曲線斜率增大,即粘度逐漸變大。因此在計算調節(jié)閥口徑時,應根據(jù)介質的流變特性對正常粘度系數(shù)進行修正。
(3)紙機濕部主要包括漿上網(wǎng)、成形、脫水、壓榨、以及真空、噴淋水系統(tǒng),考慮到水壓較高,應以選用球閥為主。在真空管線上,需充分考慮負壓對調節(jié)閥密封的影響。作為國內(nèi)大多數(shù)調節(jié)閥廠家,蝶閥的密封性一般達不到要求,通常需用球閥。由于國產(chǎn)球閥密封原理是依靠介質的壓降來實現(xiàn)的,如果選用這種調節(jié)閥,應嚴格分清安裝方向。
隨著生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)技術的發(fā)展,某些進口調節(jié)閥生產(chǎn)廠家在蝶閥上采用唇式密封,三偏心等技術,使得蝶閥的密封性得到顯著提高。蝶閥在許多場合可以代替球閥。在真空管線上也得到廣泛應用。另外從經(jīng)濟角度考慮,由于真空管線直徑較大,選擇蝶閥可以節(jié)省投資。
唇式密封使閥座緊貼在閥板外側面上的撓曲形成球而弓形的結構,閥體和壓板固定就位,保護閥座不受介質流體沖蝕。三偏心結構即軸偏心,密封面斜交偏心,閥板與閥座偏心,這一設計使得蝶板關閉時,向凸輪一樣壓入閥座,蝶板的整個圓周密封面緊貼到閥座上,達到嚴密關斷目的。
(4)紙機干燥部主要包括烘干、壓光卷取,選型的重點是用于控制高溫高熱蒸汽上的調節(jié)閥。在滿足密封的前提下,大口徑以選擇蝶閥為宜。作為安全方面的考慮,應選用氣開式調節(jié)閥。對于蒸汽用閥和冷凝水閥,首要考慮的應是氣蝕與閃蒸現(xiàn)象。調節(jié)閥實質上也是一個節(jié)流元件。當介質流經(jīng)調節(jié)閥時,流通面積減少,靜壓力降低,速度急劇提升。在某一點處,速度達到最大,該點稱為縮脈點。通常這一點的流體面積比實際的物理最小面積要小,在縮脈點以后,流通面積開始增大,靜壓力逐漸恢復,速度降低。
對于冷凝水而言,存在一個飽和蒸汽壓。如果調節(jié)閥選擇不夠合理,當介質流經(jīng)調節(jié)閥時,壓力下降就會低于飽和蒸汽壓,當壓力恢復不到飽和蒸汽壓以上時,就會出現(xiàn)閃蒸現(xiàn)象。
空化現(xiàn)象產(chǎn)生后,介質中會分離出大量氣泡,氣泡在下游因靜壓力恢復,承受不了高壓而破裂,產(chǎn)生局部的液壓沖擊。氣泡破裂產(chǎn)生的沖擊力非常大,它能使金屬剝落,表面粗糙,形成海綿狀的小洞穴,產(chǎn)生振動和噪音,此時的現(xiàn)象稱為氣蝕。
因此選型時,調節(jié)閥的通徑應盡量大一些,防止局部促狹,同時選擇材質機械強度好、抗腐蝕能力強的。
閃蒸現(xiàn)象出現(xiàn),按照一般液體的公式來計算飽和蒸汽是不準確的。在這種情況下要簡約計算所需要的cv值,可按照下面的說明進行修正。
當△T<5時,△Pc=0.06×P1
當△T>5時,△Pc=0.9×(P1-PABC)
通過上式計算出△Pc,當結果小于調節(jié)閥上的實際壓差△P時,要用△Pc代換液體的計算公式中的△P。△T為實際溫度與飽和溫度的差值。
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