KOSO-VeCTor系列流速控制阀的特点及其应用.docx

1、2009年第9期KOSO-VeCTor系列流速控制阀的特点及其应用TheFeatureandApplicationofKOSO-VeCTorSeriesControlValveII张小兵（工装自控工程（无锡）有限公司,it江苏无锡214072）摘要：阐述高压差等苛刻工况阀门的防气蚀及冲蚀、：降噪音、防振动等的原理，在此基础上介绍了iKOSO-VeCTor列流速控制阀的结构和流速|控制原理，分析了其产品特点和技术优势，如|何满足更广泛、更苛刻工况的应用。关键词：气蚀冲蚀噪音振动流速控制阀迷宫阀|Abstract：Explainthat,underthehighpressuredropinseve

2、reservice,thetheoryofeliminatingthedamagerfromcavitation,erasion,noise,vibration,andintroducetheKOSO-VeCTorSeriescontrolvalvestructurejandvelocitycontroltheoryandanalysetheproductsfcharacteristicandtechnologyadvantage,howtomeettheextensiveservereserviceconditionrequirements.tKeywords：CavitationErasi

3、onNoiseVibration.iVelocitycontrolvalveLabyrinthvalve.为使装置的效益最大化，必须保证设备在较长周期内正常可靠地运行。而提高设备（特别是控制阀）的使用寿命、可靠性、控制精度、降低噪音是非常重要的课题。普通控制阀应用在高温、高压差等苛刻工况条件，极易因高流速使阀门和管道产生振动、噪音及冲蚀和气蚀破坏，甚至使系统失效，降低控制精度，增加运行成本。如此苛刻工况应用，必须下功夫研究阀内流体流动状态，设计与普通控制阀全然不同的新阀门。普通控制阀应用于苛刻工况场合经常出现的问题，如图1所示。气蚀损坏冲蚀损坏振动损坏图1各种损坏情况KOSO-VeCTor系列

4、的多级降压型套筒（迷宫式套筒）控制阀，高压差产生的高能量由阀内件逐级分担、平稳地吸收，从而控制流速，能很好地解决气蚀、冲蚀、振动、噪音等问题。2控制原理和产品介绍流体的压力若降低到饱和蒸汽压以下的话，将发生闪蒸及产生气泡。如图2所示，在一般的球形阀中，液体通过最小缩流端面时，阀入口的流体条件（Pi及流速V。加速到速度V“，压力降到Pvc（饱和蒸汽压以下）o在此状态下，流体中将产生气泡。然后，压力急速恢复到P2,流速也下降到V2。流体在恢复过程中，高于饱和蒸汽压Pv的时候，在P“点产生的气泡因压力上升压迫而破裂。这个现象就是气蚀。因气蚀而释放出的能量，即使堆焊了STELLITE合金的阀内件也会产

5、生严重的破坏，损坏部位呈蜂窝状。图2普通阀阀内件的压力和流速KOSO-VeCTor系列控制阀如图3所示，是控制通过阀内件部位液体的流速，所以不会使最小缩流端面的压力下降到流体的饱和蒸汽压以下。图3流速控制阀的压力和流速连续的流体若速度过快的话，其压力降低是和速度增加的平方成正比。不控制流速的普通阀，流体在其最小缩流端面处的流速最大。此时，如果压力降低到流体在该温度下的饱和蒸汽压以下的话，将发生闪蒸或气蚀。对于这一点，VeCTor系列通过控制流速，使压降逐级降低，不仅限制了出口处的压力，还限制了阀内件部位的压力。简而言之，VeCTor系列，即使在接近于闪蒸条件（饱和蒸汽压）的应用场合，也能防止气

6、蚀发生。图4表示了普通阀和KOSOVeCTor系列流速控制原理示意图。普通阀其阀内部的流速与动能（Velocityhead）,在最小缩流端面为最大，急速地损伤阀的主要部件。KOSO-VeCTor系列在流路上设置拐角（LEVEL）,原理是：流路的截面积保持不变，流体变向时流速不变的情况下使Velocityhead转换成Pressuredorpo通过“LEVEL”的重复，逐级降压，达到完全地控制流速。如图4所示。图4普通阀和KOSC-VcCTor系列流速控制原理图KOSO-VeCTor阀压力恢复系数F。气蚀系数虬均是接近于1。从以上这些理由可知，KOSO-VeCTor阀因设计的流路是最适合于苛刻使

7、用条件的，故可保持出口的低流速，使其不因液体的气蚀或在气体控制中因高流速产生极大的噪音。与普通套筒及多孔式套筒阀内件等有着根本不同的原理，即是控制通过阀内件部位流体的流速。在使用单座或多孔式阀内件等通用阀内件来控制流体的场合，通过最小缩流端面的流体流速最快。因冲刷、磨损而加速损坏阀的主要部件，且阀自身在损坏之前其控制性能也将降低，产生极大的噪音、激烈振动的问题。而且，更为严重的是，在生产过程中将引起生产质量和能力的降低。VeCTor系列阀内件特征：流体被分割成很多并列的细流，且该并列的细流又形成反复的直角拐弯。将多枚具有该流路的芯片重叠而形成了套筒。根据芯片枚数的不同而可从Min.Cv到Max

8、.Cv进行自由设计。流道用电火花加工（EDM）的方式制造，因为制造成本的原因，最适于大口径（3”以上阀芯），降压级数（LEVEL）较多（10级降压以上）的场合。3产品和技术特点3.1完全控制流速和能量KOSO控制阀阀内件出口流速和动能标准如表1所示。表1KOSO控制阀阀内件出口流速和动能标准注：液体场合，阀内件出口流速不大于100ft/s(30m/s);闪蒸场合不大于75ft/s(23m/s)。气体和蒸汽场合，阀内件出口动能不大于70psi工况条件动能标准等值流速(水)psikPaft/$m/s连续工作、单相流7048010030闪蒸、多相'流402757523振动敏感系统117540

9、12(480kPa)。阀内件流速比较如表2所示。表2阀内件流速比较表降压级数34m/s97m/sP,bar159m/s283m/s147791011353315267894v304558778<30<30374912v30v30v303416v30<30<30<30流体：常温水降压级数34kPa62kPaP,bar131kPa200kPa269kPa111871983396559487931378813162632394852638<48072314462170289314<480<4808631294172520v480v480v4808221

10、09628v480<480v480v48061832v480<480<480v480v480天然气：P2=二7Bar从表2可知，压差283bar的水，流速控制在30m/s以下，需16级降压；压差269bar的天然气，能量控制在480kPa以下，需32级降压；对于多级孔板式套筒型等其它结构阀门是很难设计的，无法有效控制流速，而KOSO-VeCTor系列，芯片流道拐角数几乎可任意设计，甚至设计到100级(拐角)降压都有可能。如在300MW以上超临界机组用的锅炉给水泵最小流量循环阀，是电站系统中承受压差最大的阀门，达160350bar,VeCTor系列阀也能很好地应用，彻底解决了使

11、用其他阀门通常出现冲蚀、振动、噪音等问题。所以不管多高压降，只要选择足够的降压级数，均可完全控制流速或能量。对于液体，消除了空化现象，从而从根本上消除了因气蚀而引起阀门严重破坏、振动和噪音，控制了流速或能量，从根本上消除了因高流速而引起的冲蚀。一般来说，冲蚀程度与流速成几何倍数关系，这样大大延长了使用寿命,提高了控制稳定性。控制阀噪音有机械噪音、液体动力噪音、气体动力噪音等。其中危害最大的是气体动力噪音，可分为单级、双级、四级声源，均与流速密切相关，特别是双级、四级声源与流速几倍因次关系，噪音大。所以VeCTor系列阀控制了流速，相应地其噪音也可控制在要求的水平；由于VeCTor系列独特降噪结

12、构，一般降压级数16级以上，能有效降低40db以上的噪音。3.2高可调比由于芯片流道数、降压级数(拐角数)可任意设计，故其流通能力、能克服的最大压差也不同，可自由设计；由这些不同参数的芯片可组合成任意流量特性的套筒，大大增加可调比R,可达400。流量特性套筒由3类芯片组成:下部降压级数多、流道数少，流通能力最小；中部降压级数有所减少、流道数有所增加，流通能力有所增大；上部降压级数最少,流通能力最大。这样组合成各种所需的流量特性，而下部的降压级数多，可克服更大的压差。而其它结构的多级降压阀，流量特性不便特殊设计，小流量很难控制。如锅炉给水阀，锅炉启动时压差达100200Bar,流量小，正常运行时压差小，流量大，流量可调比要求75:1以上，经精心设计的1台VeCTor阀就能很好满足要