自力式调压阀改进方案

【资料简介】

自力式调压阀改进方案自控是保证供热系统正常运行和满足节能要求的重要措施,也是供热技术水平现代化的标志之一。 以往,我国在集中供热和采暖系统中的监控、调节设备太简单,甚至没有任何调控适用于没有腐蚀性且黏度低的液体、气体、蒸汽(温度可达300~350℃)等介质的压力控制。如轻质油品、水、水蒸汽、空气等。
在供气控制系统中，自力式调节阀的作用是在来气压力不稳定的情况下，给调压阀一个设定值，它通过被调介质自身压力按设定值进行自动调节，保证下游压力流量平稳。而它的动作灵敏度直接关系着平稳供气质量。据现场统计有70%左右的故障出自调节阀，因此，针对调节阀运行的故障，我们也采取了相应的对策。
    2001年，哈尔滨分输站更新改造时，采用了进口IWK自力式压力调节阀。该阀是指挥器式硬密封阀后压力调节阀，阀芯结构形式为圆盘形不锈钢阀芯，行程30mm。DN250mm压力调节阀阀芯结构见图1。

自力式调压阀改进方案自立式调节阀特征
节能环保，无需外加能源即能实现自动控制，有利于企业节约成本
1、阀门主体结构中，信号和推动的部件与主阀相互密封隔开，不会象其他控制方式那样因阀内部零件移损而出现滴、冒、漏现象。
2、把各控制要素如信号采测、放大、反馈、控制、执行集为一体，并在运行时巧妙地运用流体力学和气动原理，整个控制过程在一个阀体内全部完成，尽管结构不复杂，但十分可靠。
3、不需要用电和气等辅助能源，依靠管道内被控介质的自身压力进行控制，结构简单、安装方便、投资小运行成本低，特别适合在钢管密布或潮湿的环境中应用，而采用其他方式一般都需要用电或压缩空气作动力，系统结构相对复杂，给安装和使用带来很大不便，而且投入大、可靠性差。
 在投运初期，发现阀杆在行程中间无法停留，阀杆提升高度很快到30mm，呈全开状态，当阀后压力到设定压力后，很快呈全关状态。调节阀流量特性曲线呈陡升、陡降趋势。
 在供气时，调节阀噪声很大，伴有尖鸣声，分输管路振动剧烈，市区管网压力波动频繁。分输管路大分输量达13万立方米/时，远远超过分输管路流量3.3万立方米/时，无法准确计量煤气流量。由于分输量过大，煤气流速大，造成管路上的压力表、计量孔板损坏严重。使用不到一星期，拆开调节阀检查发现阀芯、阀口已经出现严重冲刷痕迹。
                             
2 自力式调压阀改进方案改进措施
2.1阀芯结构。

此调节阀阀芯和阀口形状均为圆柱形，阀芯和阀口紧配合，改进阀口形式难度很大，它的行程也无法改变，只有改进阀芯形状易行。设计了一种圆塞形状的阀芯（见图2），它的厚度为40mm，比行程大10mm，当达到大行程时，阀芯还有10mm厚度留在阀口内，此时煤气流通横截面是一个环形。

 2.2 自力式调压阀改进方案阀芯和阀口材料。

调节阀的阀芯和阀口材料均为不锈钢材料，没有考虑高含量杂质的冲刷性。为了提高阀芯、阀口使用寿命，必须提高其耐冲刷性。如果阀芯、阀口全部采用高硬度材料，制造费用非常昂贵，而且不易加工成形。经过认真研究，确定了三种方案，逐一进行实验。
（1）将原阀芯、阀口在材料不变的情况下，进行表面淬火处理，提高其表面硬度。经过实际分析验证，此方法效果不理想。

（2）用铬硼钛高硬度电焊条在原阀芯、阀口表面堆焊，然后研磨。结果其抗冲刷性能提高了很多，但维修费用较高，表面也不光滑，效果不理想。
（3）采用电镀技术，在阀芯、阀口表面电镀一层高硬度材料。经实践检验，抗冲刷性能提高6倍。而且电镀阀芯、阀口表面光滑，配合紧密，泄露量在允许范围内，效果理想。

 3 自力式调压阀改进方案改进前后性能比较
（1）改进前调节阀流量特性曲线呈陡升陡降趋势，改进后调节阀呈直线安装原塞形状阀芯的调节阀供气非常平稳，在各个中间行程均可稳定输气。随着市区管网压力波动，可随时提高或降低供气量，维持市区管网压力稳定。调节阀的行程和相应的供气量见表1。可以看出，调节阀呈直线流量特性。

（2）改进前无法计量，改进后，煤气流量不超过3万立方米/时，在孔板计量范围之内。
（3）改进前调压室内噪声巨大，管路设备损坏严重。改进后调压室内噪声在规范允许范围内，管路设备运行至今没有损坏。