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分析NORGREN電磁閥的通流與損失特性
NORGREN電磁閥會(huì)產(chǎn)生因閥桿斷裂、閥座拔起和閥桿震動(dòng)而產(chǎn)生的負(fù)荷波動(dòng)，甚導(dǎo)致汽輪機(jī)超速飛車，在研究其涉及因素的過(guò)程中，很難對(duì)機(jī)理性進(jìn)行準(zhǔn)確的定量界限，導(dǎo)致基礎(chǔ)研究和實(shí)驗(yàn)研究的發(fā)展十分患難，調(diào)節(jié)閥事故在調(diào)查的過(guò)程中，過(guò)于重視定性判斷。但是發(fā)電和汽輪機(jī)制造的操作人員都清楚的認(rèn)識(shí)到，NORGREN電磁閥的安全性和工作效率具有較大的發(fā)展?jié)撃?，本文針?duì)我某企業(yè)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)調(diào)節(jié)閥的三維流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，對(duì)流動(dòng)損失的分布規(guī)律進(jìn)行研究，闡述對(duì)通流水平產(chǎn)生影響的因素，在局部和整體等多個(gè)方面對(duì)調(diào)節(jié)閥的損失特征進(jìn)行研究，具有較高的準(zhǔn)確性。
NORGREN電磁閥通流和損失特性計(jì)算方式及結(jié)果分析
NORGREN電磁閥一般在高壓高溫蒸汽條件下進(jìn)行工作，為黏性湍流、可壓縮和三維流動(dòng)，使用平均守恒型方程對(duì)其進(jìn)行計(jì)算。因?yàn)檎{(diào)節(jié)閥腔結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜性特征，本文使用分塊結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)，由于閥門結(jié)構(gòu)具有對(duì)稱性，在計(jì)算的過(guò)程中計(jì)算一半即可得出準(zhǔn)確結(jié)論。
在通流性的前提下，不斷降低在閥門內(nèi)部氣流的流動(dòng)損失，使機(jī)組的熱效率不斷提高，在出口壓力條件相同的情況下，流量通過(guò)的越多，NORGREN電磁閥的出口壓力水平越高，在我目前施工中使用的調(diào)節(jié)閥，額定工況下，相對(duì)升程保持在百分之三十以下，針對(duì)降低氣流損失的角度，為了整個(gè)機(jī)組在額定工況中的正常運(yùn)行，應(yīng)該相對(duì)升程在百分之四十以上。調(diào)節(jié)閥內(nèi)部通道形狀十分復(fù)雜，為雙喉噴灌，喉部的通流面積不斷變化，喉部的通流面積不變，在中小升程的時(shí)候，環(huán)形通道喉部位置是調(diào)節(jié)閥流場(chǎng)面積小的部分，但是伴隨升程的增加，環(huán)形通道的喉部面積增加，會(huì)對(duì)整個(gè)閥座喉部的通流水平造成影響。
NORGREN電磁閥流道結(jié)構(gòu)主要分為以下幾個(gè)部分：閥腔、閥碟和閥座等，氣流在三個(gè)部分流動(dòng)的時(shí)候，具有不同的流動(dòng)特點(diǎn)，在進(jìn)入調(diào)節(jié)閥腔中較大空間的時(shí)候，氣流的流動(dòng)參數(shù)變化很小，例如靜壓的變化等，但是在氣流進(jìn)入環(huán)形通道后，在很短的行程中，蒸汽會(huì)產(chǎn)生劇烈的膨脹，靜壓水平會(huì)快速減少，在中小升程之中，氣流向閥座擴(kuò)壓段流入，靜壓水平會(huì)不斷提高直到出口位置。環(huán)形通道進(jìn)口到閥座喉部的區(qū)域，是流場(chǎng)中具有大流動(dòng)損失的地區(qū)，閥腔和閥座擴(kuò)壓段，氣流的總壓損失降低，在小升程的時(shí)候，閥門流場(chǎng)的損失系數(shù)很大，尤其在p1和p0的比值小于0.8的時(shí)候，此區(qū)域的損失為總損失的百分之80，在p1和p0的比值小于0.7的時(shí)候，在環(huán)形通道尾端會(huì)形成激波，能量損失十分巨大。
NORGREN電磁閥通流和損失特性改善措施
應(yīng)該提高NORGREN電磁閥在額定工況下相對(duì)升程的大值，有助于顯著增加流動(dòng)效率，在調(diào)節(jié)閥全開(kāi)的時(shí)候，將相對(duì)升程保持在百分之四十以上，例如，如果壓比是0.98，相對(duì)升程能夠從31.2%提高到54.2%，總壓損失系數(shù)能夠從1.896降低到0.873，下降幅度保持在51%。
閥碟下部的空穴區(qū)會(huì)對(duì)通流面積產(chǎn)生影響，使有效通流面積不斷下降，影響實(shí)際通流水平。閥門流場(chǎng)內(nèi)部接近閥碟的部門是氣動(dòng)損失大的地區(qū)，占整個(gè)損失的67%左右，小升程的時(shí)候，達(dá)到了82%以上，在小升程的時(shí)候，如果進(jìn)出口的壓比小于0.8，在環(huán)形通道的尾部會(huì)產(chǎn)生激波，帶來(lái)十分嚴(yán)重的總壓損失。
前者需要壓縮氣源，而后者只需要電源就可以，比較方便。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥需要配置壓縮機(jī)等設(shè)備，是本身具有防爆功能，且維護(hù)簡(jiǎn)單，故障率低，所以在化工、石化等，使用的范圍要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥根據(jù)結(jié)構(gòu)形式可分為氣動(dòng)單座調(diào)節(jié)閥、氣動(dòng)套筒調(diào)節(jié)閥、氣動(dòng)雙座調(diào)節(jié)閥、氣動(dòng)三通調(diào)節(jié)閥、氣動(dòng)籠式調(diào)節(jié)閥、氣動(dòng)角式調(diào)節(jié)閥、氣動(dòng)V型調(diào)節(jié)球閥、氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥等幾大類。所配執(zhí)行器主要有有薄膜式、活塞式等，其中薄膜式執(zhí)行器比活塞式控制精度要高一點(diǎn)。根據(jù)所配電氣閥門定位器的不同，又分為機(jī)械式和智能型氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，智能型比機(jī)械式的控制精度要一些。
NORGREN電磁閥根據(jù)介質(zhì)的不同，閥體材質(zhì)也相應(yīng)地有不同的選擇，常用的碳鋼，有腐蝕性的選擇不銹鋼304或者316、316L等材質(zhì)，也可以選擇襯氟調(diào)節(jié)閥。單座調(diào)節(jié)閥用于壓差比較小的工況，一旦壓差比較大，就可以選擇套筒調(diào)節(jié)閥或者雙座調(diào)節(jié)閥，因?yàn)殡p座調(diào)節(jié)閥泄露量比較大，所以如果要求泄漏量比較小，就不適合選擇雙座調(diào)節(jié)閥了。
NORGREN電磁閥用于將兩股流體合為一股或者將一路流體分為兩路。
NORGREN電磁閥對(duì)于壓差特別大，容易產(chǎn)生汽蝕或閃蒸的場(chǎng)合，則可以選擇多籠式氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥，將高壓流體分降壓，達(dá)到穩(wěn)定控制之目的。
NORGREN電磁閥適用于含有顆粒雜物的介質(zhì)，如紙漿等，因其閥內(nèi)件有剪切左右，它的流量特性是近似等百分比的，而且可調(diào)比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般的單座、套筒調(diào)節(jié)閥，所以，使用范圍有越來(lái)越大之趨勢(shì)。而電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥，比較適用于大口徑的場(chǎng)合，性價(jià)比比較高。總之，用戶應(yīng)當(dāng)根據(jù)自己的實(shí)際需求，正確選擇氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，才能達(dá)到良的使用效果。
