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分析CKD電磁閥的通流與損失特性
CKD電磁閥流道結(jié)構(gòu)主要分為以下幾個部分:閥腔、閥碟和閥座等,氣流在三個部分流動的時候,具有不同的流動特點,在進入調(diào)節(jié)閥腔中較大空間的時候,氣流的流動參數(shù)變化很小,例如靜壓的變化等,但是在氣流進入環(huán)形通道后,在很短的行程中,蒸汽會產(chǎn)生劇烈的膨脹,靜壓水平會快速減少,在中小升程之中,氣流向閥座擴壓段流入,靜壓水平會不斷提高直到出口位置。環(huán)形通道進口到閥座喉部的區(qū)域,是流場中具有Z大流動損失的地區(qū),閥腔和閥座擴壓段,氣流的總壓損失降低,在小升程的時候,閥門流場的損失系數(shù)很大,尤其在p1和p0的比值小于0.8的時候,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的時候,在環(huán)形通道尾端會形成激波,能量損失十分巨大。
CKD電磁閥通流和損失特性改善措施
應該提高CKD電磁閥在額定工況下相對升程的Z大值,有助于顯著增加流動效率,在調(diào)節(jié)閥全開的時候,將相對升程保持在百分之四十以上,例如,如果壓比是0.98,相對升程能夠從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%。
CKD電磁閥下部的空穴區(qū)會對通流面積產(chǎn)生影響,使有效通流面積不斷下降,影響實際通流水平。CKD電磁閥閥門流場內(nèi)部接近閥碟的部門是氣動損失Z大的地區(qū),占整個損失的67%左右,小升程的時候,達到了82%以上,在小升程的時候,如果進出口的壓比小于0.8,在環(huán)形通道的尾部會產(chǎn)生激波,帶來十分嚴重的總壓損失。
總之,本文針對我某企業(yè)的設計數(shù)據(jù),對CKD電磁閥的三維流場進行數(shù)值模擬,對流動損失的分布規(guī)律進行研究,闡述對通流水平產(chǎn)生影響的因素,在局部和整體等多個方面對調(diào)節(jié)閥的損失特征進行研究,具有較高的準確性。
1 CKD電磁閥通流和損失特征
在經(jīng)濟性角度出發(fā),汽輪機的壓損上升百分之一,效率就會下降百分之0.4,因此,在汽輪機研究開發(fā)的過程中,應該不斷降低CKD電磁閥的壓損,在安全性角度出發(fā),雖然系統(tǒng)調(diào)節(jié)的自動化水平不斷提高,但是配汽系統(tǒng)并沒有隨之大幅度提高,在管理閥門的過程中,雖然從業(yè)者提出了相關(guān)建議和意見,但是在實際操作的過程中,沒有有效的實施。
配汽系統(tǒng)的事故和壓力損失無法得到有效抑制,會產(chǎn)生因閥桿斷裂、閥座拔起和閥桿震動而產(chǎn)生的負荷波動,甚導致汽輪機超速飛車,在研究其涉及因素的過程中,很難對機理性進行準確的定量界限,導致基礎(chǔ)研究和實驗研究的發(fā)展十分患難,調(diào)節(jié)閥事故在調(diào)查的過程中,過于重視定性判斷。但是發(fā)電行業(yè)和汽輪機制造行業(yè)的操作人員都清楚的認識到,調(diào)節(jié)閥的安全性和工作效率具有較大的發(fā)展?jié)撃?,本文針對我某企業(yè)的設計數(shù)據(jù),對調(diào)節(jié)閥的三維流場進行數(shù)值模擬,對流動損失的分布規(guī)律進行研究,闡述對通流水平產(chǎn)生影響的因素,在局部和整體等多個方面對調(diào)節(jié)閥的損失特征進行研究,具有較高的準確性。
2 CKD電磁閥通流和損失特性計算方式及結(jié)果分析
CKD電磁閥垂直軸對應出口的逆方向,通過右手定則對Z軸方向進行確定。調(diào)節(jié)閥一般在高壓高溫蒸汽條件下進行工作,為黏性湍流、可壓縮和三維流動,平均守恒型方程對其進行計算。因為調(diào)節(jié)閥腔結(jié)構(gòu)具有復雜性特征,本文分塊結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡,由于閥門結(jié)構(gòu)具有對稱性,在計算的過程中計算一半即可得出準確結(jié)論。
在保證通流性的前提下,不斷降低在CKD電磁閥閥門內(nèi)部氣流的流動損失,使機組的熱效率不斷提高,在出口壓力條件相同的情況下,流量通過的越多,CKD電磁閥的出口壓力水平越高,在我目前施工中的CKD電磁閥,額定工況下,相對升程保持在百分之三十以下,針對降低氣流損失的角度,為了保證整個機組在額定工況中的正常運行,應該保證相對升程在百分之四十以上。
CKD電磁閥內(nèi)部通道形狀十分復雜,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,在中小升程的時候,環(huán)形通道喉部位置是調(diào)CKD電磁閥節(jié)閥流場面積Z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,會對整個閥座喉部的通流水平造成影響。