電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在鍋爐軟化水制作中的應(yīng)用

2015-07-16 張朝陽(yáng) 義煤集團(tuán)公司義安礦

  在軟化水處理系統(tǒng)中,對(duì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的安裝位置進(jìn)行改進(jìn),能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)不斷地向鍋爐提供軟化水,提高了鍋爐的安全性能。本文對(duì)鍋爐軟化水處理系統(tǒng)所使用的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的使用原理、技術(shù)參數(shù)等進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

  根據(jù)鍋爐的使用特性及《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》制定的有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),鍋爐所用的水必須是軟質(zhì)水,且水質(zhì)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),如汽水兩用鍋爐及蒸汽鍋爐所用的水必須提前在爐外經(jīng)過(guò)化學(xué)處理,通常在鍋爐設(shè)備的安裝同時(shí)均裝有一套與之相配套的水軟化處理設(shè)備,只有這樣鍋爐才能夠長(zhǎng)時(shí)間安全使用,現(xiàn)結(jié)合實(shí)踐改造,對(duì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在鍋爐軟化水制作過(guò)程中的應(yīng)用進(jìn)行分析探討。

1、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的技術(shù)參數(shù)

  閥體本身及驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)共同稱為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,控制器通過(guò)改變輸出信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥門(mén)的開(kāi)口度,從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)水流量,進(jìn)而調(diào)節(jié)和控制換熱器中的換熱量。我們?cè)谠O(shè)計(jì)鍋爐系統(tǒng)并對(duì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行選型時(shí)必須考慮以下技術(shù)參數(shù):閥門(mén)內(nèi)徑、流量特性曲線、流通能力(即Kv)、關(guān)閉最大壓差、閥權(quán)度等。

  1.1、流通能力(Kv值)

  流通能力指的是電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的水通過(guò)能力,指當(dāng)閥門(mén)進(jìn)出口壓差在1bar時(shí)水流過(guò)閥門(mén)的量,以Kv表示,其計(jì)算公式為:

電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在鍋爐軟化水制作中的應(yīng)用

  式中Q——通過(guò)閥門(mén)的水流量,單位為m3/h;

  ΔP——閥門(mén)進(jìn)出口壓差,單位為bar。

  調(diào)節(jié)閥閥芯完全打開(kāi)時(shí)閥門(mén)的流通能力最大,可獲得最大Kv值,即Kvs;當(dāng)調(diào)節(jié)閥閥芯完全關(guān)閉時(shí),水流量為0,此外閥芯處于其它位置時(shí),與之對(duì)應(yīng)的閥門(mén)流通能力表示為Kv。

  1.2、流量特性曲線

  閥門(mén)的流量特性曲線能夠反映閥門(mén)相對(duì)開(kāi)口度與相對(duì)流量的關(guān)系,指的是當(dāng)閥門(mén)開(kāi)口度由0逐步開(kāi)至100%時(shí)的每一個(gè)開(kāi)口度所對(duì)應(yīng)的水流量所構(gòu)成的曲線,電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在正常工作時(shí),閥門(mén)進(jìn)出口的壓差在不斷發(fā)生改變,此時(shí)閥門(mén)的能量特性叫做閥門(mén)的工作流量特性,在理想狀態(tài)下,當(dāng)閥門(mén)兩端壓降恒定不變時(shí)所得到的閥門(mén)流量特性叫做理想流量特性,通常調(diào)節(jié)閥理想的流量特性包括快開(kāi)特性、等百分比特性及線性特性等,調(diào)節(jié)閥的理想流量特性指的是在理想狀態(tài)下閥門(mén)壓降恒定時(shí)的流量特性,在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,如果未安裝壓差控制器,調(diào)節(jié)閥的壓降是時(shí)刻變化的,也就是說(shuō)調(diào)節(jié)閥在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)到完全打開(kāi),閥門(mén)的壓降不是恒定的,因此此時(shí)的流量特性已產(chǎn)生變化,而且閥權(quán)度不同時(shí),閥門(mén)在實(shí)際工作時(shí)的流量特性也是不同的,且閥權(quán)度越小,流量特性偏離就越大。

  1.3、閥權(quán)度

  電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的閥權(quán)度指調(diào)節(jié)閥全開(kāi)時(shí)兩端的壓降與調(diào)節(jié)閥關(guān)時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)兩端的壓降之比,理論上,這個(gè)值越大越好,表明閥門(mén)能夠?qū)α髁窟M(jìn)行有效調(diào)節(jié)從而對(duì)換熱器換熱量進(jìn)行有效控制,閥權(quán)度是衡量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)性能的重要指標(biāo),電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的閥權(quán)度大小,影響其工作流量特性,關(guān)系到系統(tǒng)的調(diào)節(jié)質(zhì)量,閥權(quán)度越小,系統(tǒng)的調(diào)節(jié)質(zhì)量越差。

  1.4、可調(diào)比及關(guān)閉壓差

  可調(diào)比指的是電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的能夠調(diào)控的最大流量和最小流量的比,在設(shè)計(jì)供熱系統(tǒng)選擇電動(dòng)調(diào)節(jié)閥時(shí),所需的可調(diào)比應(yīng)低于調(diào)節(jié)閥的控制范圍。關(guān)閉壓差又稱調(diào)節(jié)閥的最大工作壓差,指的是當(dāng)調(diào)節(jié)閥完全關(guān)閉時(shí)閥門(mén)進(jìn)出口壓差的最大值,若系統(tǒng)中關(guān)閉壓差大于閥門(mén)的許用壓差,可在管路上加設(shè)壓差控制閥,以確保調(diào)節(jié)閥的使用安全。

2、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的鍋爐軟化水制作過(guò)程中的應(yīng)用

  2.1、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥工作原理介紹

  本文以流化床鍋爐軟化水處理系統(tǒng)(SHF7-1.25+矸石)為例進(jìn)行介紹,該系統(tǒng)中共設(shè)有兩套軟化水處理設(shè)備,其基本參數(shù)為YCT112-4B,0=5-6t/h,N=0.75kW,出水硬度不高于0.03mmol/L。該系統(tǒng)中還設(shè)有兩套鹽罐和兩套樹(shù)脂罐,均為開(kāi)1備1,將由普通自來(lái)水供給的自來(lái)水軟化處理后輸送至軟化水箱,然后軟化水通過(guò)冷凝水泵進(jìn)入除氧器,在除氧器中經(jīng)過(guò)相應(yīng)處理,最后注入鍋爐鍋筒內(nèi),在整個(gè)軟化水處理系統(tǒng)中,電動(dòng)調(diào)節(jié)閥能夠控制自來(lái)水的流量,整個(gè)系統(tǒng)及處理工藝較為復(fù)雜,現(xiàn)僅將其處理原理繪制如下:

電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在鍋爐軟化水制作中的應(yīng)用

圖1 軟化水制作過(guò)程示意

  在以住的軟化水處理系統(tǒng)中,如圖1所示,電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的安裝位置為系統(tǒng)的主給水管路,系統(tǒng)在工作過(guò)程中,當(dāng)軟化水箱的液位達(dá)到設(shè)定高度時(shí),水箱內(nèi)安裝的液位傳感器便會(huì)發(fā)出相應(yīng)的信號(hào),該信號(hào)傳給電動(dòng)調(diào)節(jié)閥后,調(diào)節(jié)閥關(guān)閉并停止給水,然而系統(tǒng)中的樹(shù)脂罐需繼續(xù)對(duì)自來(lái)水沖洗軟化,并為鍋爐不間斷地提供軟化水,就必須有自來(lái)水供給,因此電動(dòng)調(diào)節(jié)閥關(guān)閉后,樹(shù)脂罐就會(huì)因缺水而停止工作,從而影響整個(gè)系統(tǒng)的工作效率。為改善軟化水系統(tǒng)的工作性能,我們將電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的安裝位置改在軟化樹(shù)脂罐的出水口上,如圖2所示。

電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在鍋爐軟化水制作中的應(yīng)用

圖2 改進(jìn)后的軟化水制作過(guò)程示意

  在改進(jìn)后的軟化水處理系統(tǒng)中,當(dāng)軟化水箱液位達(dá)到標(biāo)定值時(shí),液位傳感器發(fā)出信號(hào)并傳給電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,調(diào)節(jié)閥關(guān)閉,樹(shù)脂罐不再向軟化水箱供水,而在軟化樹(shù)脂罐中,依然有自來(lái)水供應(yīng),此時(shí)樹(shù)脂罐可繼續(xù)進(jìn)行沖洗軟化工作,這樣系統(tǒng)可持續(xù)不斷地向鍋爐提供軟化水。

  2.2、使用中的相關(guān)注意事項(xiàng)及常見(jiàn)故障處理

  2.2.1、相關(guān)注意事項(xiàng)

  在實(shí)際使用過(guò)程中,電動(dòng)調(diào)節(jié)閥發(fā)生故障的原因通常不是因閥門(mén)質(zhì)量不過(guò)關(guān),而多是由于閥門(mén)的安裝和使用不規(guī)范造成的,調(diào)節(jié)閥的安裝位置、使用環(huán)境、方向等均會(huì)導(dǎo)致調(diào)節(jié)閥無(wú)法正常使用,在閥門(mén)的使用過(guò)程中,若介質(zhì)不夠清潔也會(huì)造成調(diào)節(jié)閥閥芯卡死,因此在安裝和使用過(guò)程中要做到以下幾點(diǎn):

 、匐妱(dòng)調(diào)節(jié)閥為現(xiàn)場(chǎng)儀表,其使用溫度最低不宜低于25℃,最高不能超過(guò)60℃,其相對(duì)濕度感為95%,因此在高溫或露天的環(huán)境中使用電動(dòng)調(diào)節(jié)閥時(shí),必須有相應(yīng)的降溫和防水措施,此外,若系統(tǒng)管道有震動(dòng),調(diào)節(jié)閥應(yīng)安裝在遠(yuǎn)離震源的位置或?qū)φ{(diào)節(jié)閥進(jìn)行防震處理。 ②調(diào)節(jié)閥的安裝應(yīng)與水平面垂直,因環(huán)境需要可以傾斜安裝,若閥體自重較大或安裝傾斜角度過(guò)大,必須在閥體處架設(shè)支承結(jié)構(gòu)。③通常調(diào)節(jié)閥的安裝位置不宜離地面過(guò)高,當(dāng)安裝位置高于2m時(shí)要鋪設(shè)工作平臺(tái),從而便于對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行手動(dòng)操作和日常維護(hù)。④ 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的安裝應(yīng)在整個(gè)系統(tǒng)管路清洗工序完畢后進(jìn)行,管道內(nèi)不能有焊渣和污物,安裝完畢后要再次對(duì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行沖洗,開(kāi)始注入人質(zhì)前要打開(kāi)所有閥門(mén),以防雜物卡死閥芯。對(duì)手輪機(jī)構(gòu)操作完成后要將其復(fù)位至空檔。

  2.2.2、常見(jiàn)故障分析及處理

  ①電機(jī)不轉(zhuǎn)。電機(jī)線圈燒毀,若腐蝕性氣體或水進(jìn)入電機(jī)后,就會(huì)使電機(jī)線圈短路而燒毀,若電機(jī)轉(zhuǎn)子抱死,電機(jī)線圈電流過(guò)大,使得線圈發(fā)熱,從而導(dǎo)致電機(jī)燒毀。判斷診斷方法:采用電阻儀測(cè)量電機(jī)引出線之間的電阻值,若電阻接近零或趨于無(wú)窮大均說(shuō)明電機(jī)線圈燒毀。②兩個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)位置不當(dāng)。當(dāng)調(diào)節(jié)閥動(dòng)作時(shí),帶動(dòng)反饋連桿移動(dòng),行程至零點(diǎn)和滿度時(shí),微動(dòng)開(kāi)關(guān)應(yīng)關(guān)閉,使電流不會(huì)流過(guò)電機(jī),從而達(dá)到保護(hù)電機(jī)的目的,如微動(dòng)開(kāi)關(guān)位置過(guò)開(kāi),使閥桿動(dòng)作已達(dá)零點(diǎn)或滿度時(shí)仍不能斷開(kāi),電流繼續(xù)通過(guò)電機(jī),但此時(shí)電機(jī)已無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng),將會(huì)造成電機(jī)堵轉(zhuǎn)燒壞。處理方法是移動(dòng)微動(dòng)開(kāi)關(guān)位置,使之與閥桿行程位置相對(duì)應(yīng)。③電動(dòng)調(diào)節(jié)閥一動(dòng)作就引起保險(xiǎn)絲熔斷,原因分析:電機(jī)線圈絕緣漆脫落,導(dǎo)致繞組和閥體短接,啟動(dòng)電流過(guò)大;使用的分相電容過(guò)大,使得啟動(dòng)電流較大,故障診斷方法:采用交流電流表測(cè)量電機(jī)啟動(dòng)電流,觀察啟動(dòng)電流是否正常。

3、結(jié)語(yǔ)

  在軟化水處理系統(tǒng)中對(duì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的安裝位置改進(jìn)后,改善了軟化水系統(tǒng)的工作性能,系統(tǒng)可持續(xù)不斷地向鍋爐提供軟化水,并且系統(tǒng)改進(jìn)后,鍋爐的運(yùn)行更加安全、穩(wěn)定、可靠,值得大力推廣和應(yīng)用。