文氏管式蒸汽疏水阀的阀座孔设计研究DOCWord格式.docx
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13
出囗压力
PMOB
14
POB
15
PMNOB
16
压差
ΔPMX
17
ΔP
18
ΔPMN
19
操作温度
℃
TO
20
设计压力
21
设计温度
22
试验压力
23
疏
水
阀
类型
文氏管孔板式热动力型
24
型号
S9K—d
25
阀座孔
㎜
d
26
规格
DN15、DN20、DN25、DN32~DN100
27
内装过滤器
40目~60目
28
内置止回阀
—
29
结构材料
壳体
30
内件
31
阀芯
32
过滤网
304或316
33
连接
尺寸/㎜
压力等级
法兰密封面形式
34
凝结水进囗
35
凝结水出囗
36
安装方式
37
注1:
阀座孔d为企业技术人员按操作流量QH、进囗压力PO、出囗压力POB设计给定。
2蒸汽疏水阀排水量数学模型
2.1产品交付标准中规定的蒸汽疏水阀排水量数学模型
产品交付标准GB/T22654—2008中“4.9.8”条给出了“蒸汽疏水阀排水量数学模型”公式
(1):
…………………………
(1)
式中:
QH1——给定过冷度的热凝结水排量设计给定值或订货合同的规定,单位为kg/h;
QH2——交付产品的热凝结水排量,单位为kg/h;
即“给定过冷度的热凝结水排量按设计给定值或订货合同的规定。
”。
2.2新产品设计中的蒸汽疏水阀排水量数学模型
2.2.1理论计算法
根据疏水阀的试验,蒸汽疏水阀排水量按公式
(2)计算:
…………………………
(2)
QH——热凝结水排量,单位为kg/h;
β——排量综合系数,与孔口形状与大小数值、工作压差ΔP的大小数值、凝结水的温度数值、蒸汽疏水阀流道尺寸数值、通过阀嘴的闪蒸汽产生的阻塞数值及闪蒸汽造成的背压升高数值、进水和排水管道中存在的摩擦阻力数值等有关,排量综合系数随这些数值的增大而减小;
d——阀座孔直径,无阀瓣的文氏管式蒸汽疏水阀的阀座孔直径为喷嘴孔直径,有阀瓣的疏水阀的阀座孔直径小于或等于阀瓣行程的4倍,单位为㎜;
ΔP——工作压差,等于入口压力与出口压力之差,单位为kgf/cm2。
注:
1kgf/cm2=0.098067MPa=98.067KPa≈100KPa;
1MPa=10.1972kgf/cm2≈10.2kgf/cm2。
2.2.2排量综合系数β
排量综合系数β确定方法如下:
a)根据日本JISB8401—1958蒸汽疏水阀的性能和试验方法推荐,β=16~28。
b)根据疏水阀的试验,蒋兴可著《蒸汽疏水阀》列出部分排量综合系数β见表2。
表2排量综合系数β值
阀座孔d/㎜
工作压差ΔP/(kgf/cm2)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
23
21
19.4
18.5
18
17.3
16.8
16.3
16
15.5
20.8
20.4
18.8
17.9
17.4
16.7
14.9
14.3
15.9
15.2
14.8
14.2
13.8
13.5
16.4
14.5
13.2
12.6
12.1
11.9
11.5
15.3
13.6
12.9
12.5
11.1
10.6
13.9
12
11.4
10.9
10.4
11
11.8
11.3
10.2
9.7
计算的d值是最小值,实际取大于此值为宜。
c)同类产品参照法:
1)参照引进的日本宫胁公司的同类产品。
2)参照美国阿姆斯壮公司的同类产品:
●美国阿姆斯壮公司蒸汽疏水阀的排量图表明了疏水阀在实际工作条件下的连续排量,标明了阀座孔尺寸d、工作压差ΔP、排量QH的数量关系。
这些数据是从上百次测试中得出的。
在这些测试中用的是处于相应测试压力下蒸汽饱和温度的凝结水;
还考虑了通过阀嘴的闪蒸汽产生的阻塞及闪蒸汽造成的背压升高;
做了实际安装连接,进水和排水管道中存在的摩擦也在结果数据中反映出来。
●热凝水的实际排量不仅仅取决于阀座孔尺寸d,还取决于蒸汽疏水阀流道尺寸。
示例见美国阿姆斯壮公司倒置桶型蒸汽疏水阀排量图(ST-10,第73页),一个带有1/2"
阀嘴的50㎜口径的216型疏水阀工作在0.1MPa压差时,其连续排量为3265kg/h。
但一个同样带有1/2"
阀嘴的20㎜口径的213型疏水阀工作在0.1MPa压差时,其连续排量为1769kg/h,减少45.8%,约一半,或者说前者为后者的1.846倍,约2倍。
对于20㎜口径的213型疏水阀,管道中的摩擦阻力极大地限制了排量,而将1/2"
阀嘴装在50㎜口径管道中并在在0.1MPa压差下工作时,由于管道中的摩擦阻力而造成的排量损失就小得多。
●有关蒸汽疏水阀排量的理论计算不是保密的,完全可以采用美国阿姆斯壮公司蒸汽疏水阀的排量值(热凝结水的实际排量),可由公式(3)得到一系列排量综合系数β值。
…………………………(3)
式中符号意义同公式
(2)。
●新产品设计中,在疏水阀流道尺寸不小于美国阿姆斯壮公司的同类产品数值的条件下,采用美国阿姆斯壮公司蒸汽疏水阀的排量值(热凝水的实际排量),选用由公式(3)得到一系列排量综合系数β值(有使用价值的参考值),这是可行的。
2.2.3参照经验数据法
2.2.3.1参照查图法
当给出冷凝结水排量(20℃)时,用查表法:
参照查附录A(资料性附录)美国阿姆斯壮公司排液阀的选型排量图《LD-12不同压力下阿姆斯壮排液阀各种阀座孔径的冷水排量:
ΔP≤13.78MPa》;
热凝结水排量取其对应冷凝结水排量的50%~5%(随压差增大而减少,其比值参照查附录A(资料性附录)德国盖斯特拉公司1998年产品样本第9页UNA39型疏水阀排量图:
ΔP≤14.0MPa)。
2.2.3.2同类产品数据参照法
2.2.3.2.1参照甘肃红峰公司同类产品数据
甘肃红峰公司定型蒸汽疏水阀的排量见表3。
表3甘肃红峰公司定型蒸汽疏水阀的排量(压力等级Class系列)
连接方式
公称尺寸
DN
压力
等级
Class
PMA/TMA
MPag/℃
壳体材料
工作压差范围
MPag
最大排量
ES811
内螺纹
15、20
300Lb
2.8/427
304
0.007~2.8
470
4.7;
3.9;
3.1;
2.7;
2.5;
1.9:
ES811W
承插焊
ES811F
法兰
15~50
ES011
0.033~2.8
ES011W
ES211
ES211W
ES211F
15~25
ESH5
2.6/399
WCB
0.01~2.5
320
2.0;
1.5;
1.2;
1.1;
1.0;
ESH5W
ESH5F
ESU5
2.6/260
CF8
ESU5W
ESU5F
ES5L
2.80/250
20
ES5LW
ES5LF
ES8B
1.7/260
0.01~1.6
600
4.0;
3.0;
ES8BW
ES8BF
ES8BL
ES8BLW
ES8BLF
ESH10
900
4.2;
3.0;
ESH10W
ESH10F
ES12N
1700
ES12NW
ES12NF
ESH12NF
1100
ESH8N
600Lb
4.7/371
0.01~4.5
400
ESH8NW
ESH8NF
表中排量为热凝结水连续排量,完整的排量见甘肃红峰公司样本疏水阀排量图。
表3(续)
公称尺寸DN
公称压力PN
ESH21
1800
ESH21W
ESH21F
ESH26
6.52/500
15CrMo
0.01~6.5
1400
ESH26W
ESH26F
6.52500
ESH28
3500
ESH28W
ESH28F
ESH401
7.61/470
0.7~7.0
340
ER105
20~40
150Lb
0.7/343
0.05~0.7
2000
ER105W
ER105F
ER110
1.2/371
0.05~1.2
3200
ER110W
ER110F
ER116
0.05~1.6
2800
ER116W
ER116F
ER116L
3920
ER116LW
ER116LF
ERH116
ERH116W
ERH116F
ERH116L
ERH116LW
ERH116LF
ER118
25~50
6500
ER118W
25~80
ER118F
32~80
ERH118
3000
ERH118W
ERH118F
ERH120-16
40~100
8000
ERH120-8
0.05~0.8
9000
ERH120-5
0.05~0.5
ERH120-3
0.05~0.3
ERH120-1.5
0.05~0.15
ER25W
0.05~2.5
4000
ER25F
6.5/399
0.05~6.5
6.5/427
WC6
ESH411W
4.79/470
0.05~4.5
800
ESH411F
ER415W
15~40
7.20/480
5000
ER415F
ER416W
0.05~6.9
8636
ER416F
ER28A
对接焊
8.42/450
0.05~8.0
2200
ER28AW
ER28AF
ER28B
XDER80
100
8.2/204
30000
ER34W
900Lb
13.48/450
0.2~12.0
ER34F
14.4/400
0.2~14.0
ER35W
25~40
1500Lb
14.88/400
A105
ER35F
“压力等级Class”栏其值表示用户要求的疏水阀接口的压力等级Class,其值不一定表示疏水阀壳体的压力等级Class。
疏水阀接口法兰:
同一压力等级Class的疏水阀壳体的接口压力等级Class可不同:
可配相等或更高或更低压力等级Class的接口法兰。
钢制疏水阀壳体常常焊接不同压力等级Class、公称压力和公称尺寸的连接法兰,为避免混乱,国际惯例法兰连接钢制疏水阀的端法兰的压力等级Class、公称尺寸DN或公称压力PN标注在法兰外园周上。
疏水阀接口承插焊、对焊、内螺纹的压力等级Class不小于3000Lb,都可满足用户接口压力等级C
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