瑞庾分享造紙行業(yè)對(duì)調(diào)節(jié)閥的選型
在前面的文章中,我們了解了怎樣選擇流量特性?知道調(diào)節(jié)閥的流量特性,就是介質(zhì)通過(guò)調(diào)節(jié)閥的相對(duì)流量和調(diào)節(jié)閥相對(duì)開(kāi)度的關(guān)系。理想的流量特性主要有3種:快開(kāi)特性、線性特性、等百分比特性。本文接著來(lái)學(xué)習(xí)造紙行業(yè)對(duì)調(diào)節(jié)閥的選型。
(1)漿料設(shè)備主要包括漿料的碎解、磨漿、除砂、配料、稀釋等過(guò)程。在碎解、磨漿、除砂過(guò)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(zhì),因此要選擇剪切能力較強(qiáng)的調(diào)節(jié)閥。密封也應(yīng)采用硬密封,防止雜質(zhì)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(guò)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(yīng)工藝條件的改變,且泄漏量少,球芯與閥座間回轉(zhuǎn)時(shí)具有較強(qiáng)的剪切力,應(yīng)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(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)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(jìn)電機(jī)控制的V型調(diào)節(jié)閥來(lái)作為定量控制閥。
(2)濕部化學(xué)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(qiáng),對(duì)閥座磨蝕作用特別強(qiáng),因此應(yīng)用于這些介質(zhì)的調(diào)節(jié)閥應(yīng)選用耐磨型材料。例如可以用硬質(zhì)金屬或覆嵌陶瓷作為閥座材料,同時(shí)選型時(shí)要注意使管道中的流速與調(diào)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(jì)量精確,因此,需要選擇CV值小的調(diào)節(jié)閥。硫酸、殺蟲(chóng)劑等腐蝕性極強(qiáng)的輔料,介質(zhì)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(yīng)用,PVC等材質(zhì)球閥也越來(lái)越多的應(yīng)用于腐蝕性強(qiáng)的場(chǎng)合。 對(duì)于涂料、輔料工段調(diào)節(jié)閥口徑的選擇,要充分考慮粘度的影響。對(duì)于大部分涂料,選擇調(diào)節(jié)閥時(shí)不應(yīng)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?yàn)槎鄶?shù)涂料具有塑性流動(dòng)或假塑性流動(dòng)等特性。涂料成分、顆粒大小、固含量以及流體速度的不同,導(dǎo)致其粘度也不同。例如:當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速為20r/min時(shí),粘度在300Pa·s左右,當(dāng)泵轉(zhuǎn)速為700r/min時(shí),粘度在18×105Pa·s左右。
由瓷土-膠乳的流動(dòng)特性曲線圖可見(jiàn),剪切速度Vc時(shí)臨界點(diǎn)。在此之前隨剪切應(yīng)力增大,曲線斜率降低,即粘度下降,到Vc處達(dá)到最低。在此之后隨剪切應(yīng)力增大,曲線斜率增大,即粘度逐漸變大。因此在計(jì)算調(diào)節(jié)閥口徑時(shí),應(yīng)根據(jù)介質(zhì)的流變特性對(duì)正常粘度系數(shù)進(jìn)行修正。
(3)紙機(jī)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(yīng)以選用球閥為主。在真空管線上,需充分考慮負(fù)壓對(duì)調(diào)節(jié)閥密封的影響。作為國(guó)內(nèi)大多數(shù)調(diào)節(jié)閥廠家,蝶閥的密封性一般達(dá)不到要求,通常需用球閥。由于國(guó)產(chǎn)球閥密封原理是依靠介質(zhì)的壓降來(lái)實(shí)現(xiàn)的,如果選用這種調(diào)節(jié)閥,應(yīng)嚴(yán)格分清安裝方向。
隨著生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展,某些進(jìn)口調(diào)節(jié)閥生產(chǎn)廠家在蝶閥上采用唇式密封,三偏心等技術(shù),使得蝶閥的密封性得到顯著提高。蝶閥在許多場(chǎng)合可以代替球閥。在真空管線上也得到廣泛應(yīng)用。另外從經(jīng)濟(jì)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(cè)面上的撓曲形成球而弓形的結(jié)構(gòu),閥體和壓板固定就位,保護(hù)閥座不受介質(zhì)流體沖蝕。三偏心結(jié)構(gòu)即軸偏心,密封面斜交偏心,閥板與閥座偏心,這一設(shè)計(jì)使得蝶板關(guān)閉時(shí),向凸輪一樣壓入閥座,蝶板的整個(gè)圓周密封面緊貼到閥座上,達(dá)到嚴(yán)密關(guān)斷目的。
(4)紙機(jī)干燥部主要包括烘干、壓光卷取,選型的重點(diǎn)是用于控制高溫高熱蒸汽上的調(diào)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(yīng)選用氣開(kāi)式調(diào)節(jié)閥。對(duì)于蒸汽用閥和冷凝水閥,首要考慮的應(yīng)是氣蝕與閃蒸現(xiàn)象。調(diào)節(jié)閥實(shí)質(zhì)上也是一個(gè)節(jié)流元件。當(dāng)介質(zhì)流經(jīng)調(diào)節(jié)閥時(shí),流通面積減少,靜壓力降低,速度急劇提升。在某一點(diǎn)處,速度達(dá)到最大,該點(diǎn)稱為縮脈點(diǎn)。通常這一點(diǎn)的流體面積比實(shí)際的物理最小面積要小,在縮脈點(diǎn)以后,流通面積開(kāi)始增大,靜壓力逐漸恢復(fù),速度降低。
對(duì)于冷凝水而言,存在一個(gè)飽和蒸汽壓。如果調(diào)節(jié)閥選擇不夠合理,當(dāng)介質(zhì)流經(jīng)調(diào)節(jié)閥時(shí),壓力下降就會(huì)低于飽和蒸汽壓,當(dāng)壓力恢復(fù)不到飽和蒸汽壓以上時(shí),就會(huì)出現(xiàn)閃蒸現(xiàn)象。
空化現(xiàn)象產(chǎn)生后,介質(zhì)中會(huì)分離出大量氣泡,氣泡在下游因靜壓力恢復(fù),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(dòng)和噪音,此時(shí)的現(xiàn)象稱為氣蝕。
因此選型時(shí),調(diào)節(jié)閥的通徑應(yīng)盡量大一些,防止局部促狹,同時(shí)選擇材質(zhì)機(jī)械強(qiáng)度好、抗腐蝕能力強(qiáng)的。
閃蒸現(xiàn)象出現(xiàn),按照一般液體的公式來(lái)計(jì)算飽和蒸汽是不準(zhǔn)確的。在這種情況下要簡(jiǎn)約計(jì)算所需要的cv值,可按照下面的說(shuō)明進(jìn)行修正。
當(dāng)△T<5時(shí),△Pc=0.06×P1
當(dāng)△T>5時(shí),△Pc=0.9×(P1-PABC)
通過(guò)上式計(jì)算出△Pc,當(dāng)結(jié)果小于調(diào)節(jié)閥上的實(shí)際壓差△P時(shí),要用△Pc代換液體的計(jì)算公式中的△P。△T為實(shí)際溫度與飽和溫度的差值。
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