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用于严酷工况的滑板式控制

作者:上海源冠自控设备有限公司 浏览: 发表时间:2025-12-09 10:44:25
在石化、化工、钢铁、发电等行业中,存在一些高压差液体(发电厂的锅炉给水、减温水、冷凝器疏水、煤化工的黑水)、高压差气体(二氧化碳萃取、合成气、高压加氢)、高温高压蒸汽减压与放空等非常严酷的工况,对调节阀的选择要求严格,常规调节阀在此类工况应用中普遍存在使用寿命短,故障率高的问题。

上海源冠自控设备有限公司研发制造的滑板式控制阀,由于其创新的结构与材料设计,在此类工况中表现出优异的使用效果,为用户对于苛刻工况的调节阀提供了一个很好的选择。


滑板式控制阀的节流部件主要由两块滑板构成,滑板上设计有多条节流槽,通过阀杆运动,控制节流槽位置的变化来精确调节介质的流量。


与传统直通阀相比,滑板式控制阀采用多条水平流道的设计,介质流态更稳定,可以减少流体对滑板节流件的冲刷损坏,降低流体噪音。特别适用于对传统阀门冲刷损坏严重的工况,本文介绍了滑板式控制阀在以下几种严酷工况的应用案例。


严酷工况一:出现闪蒸、气蚀的高压差液体

高压差的液体流经阀门节流孔时,流通截面积突然变小,介质流速会突然增加,压力骤然下降,当压力低于介质的饱和蒸汽压时,部分液体就会气化成气体,产生气泡,形成气液共存的现象。而当下游液体压力又逐渐升高,恢复到高于饱和蒸汽压时,升高的压力会压缩气泡,使其破裂,气泡破裂时,所有的能量集中在破裂点上,会产生巨大的冲击力,其强度可达几千牛顿。

此冲击力冲撞在阀芯、阀座和阀体上,使其表面产生塑性变形,形成一个个粗糙的蜂窝渣孔,同时还会产生很强的噪音。阀芯瓣、阀座损坏后,泄漏量会逐渐增大,出现调节不稳定的情况,特别是小流量时无法调节,最终控制阀会失去调节功能,更有甚者,会出现阀体冲穿的情况,严重影响阀门的使用寿命和生产工艺的安全。

目前用户会从阀门结构和材料的选择上来尽量减小气蚀的影响,比如选用多级降压的套筒阀、迷宫式阀来进行逐级降压,也会选择硬度高的合金、陶瓷等材料来制作阀门零件来抵抗气泡破裂产生的冲击力。但是还是会存在很多问题,比如多级套筒阀芯结构容易出现堵塞、卡死等问题,使用一段时间后还是会泄漏。高硬度的材料加工成直通阀的阀内件会非常困难,极易脆裂,加工成本高,而且气泡破裂时产生的破坏力太大,只能延长使用寿命,无法真正消除气蚀的影响。

源冠自控研发生产的滑板式控制阀可以从产品结构上减小闪蒸气蚀对阀门的损坏。滑板式控制阀采用采用水平多流道、多级节流的结构,流体流态稳定,可以有效避免压力骤降,减少气泡的形成,高压差液体介质离开滑板节流件后直接流向阀后管道中心部位,气泡破裂发生在阀体下游1-2米的管道中心部位,气泡破裂的冲击能量完全被流体介质吸收,不会直接冲击阀体和管壁,有效避免空化或闪蒸对阀体和管道的直接破坏,也可以有效的降低噪音。

针对一些腐蚀性强、冲刷严重的液体介质(比如黑水、酸性液等),源冠自控还可以提供陶瓷滑板阀,滑板部件由硬度极高的氧化物或氮化物陶瓷制成,硬度高,耐冲刷,耐腐蚀,密封性能可以得到长期保证,使用寿命长。

近几年,滑板式控制阀作为一种创新设计的高性能控制阀类型,在出现闪蒸气蚀现象的高压差液体工况积累了良好的应用业绩,逐渐得到了广大石化、化工、钢铁、电力等用户的认可。



严酷工况二:高压差气体的调节与泄放

高压差气体流经调节阀时,由于压差大,介质流速高,对阀芯的作用力大,对阀内件冲刷损坏严重、噪音振动大、容易造成阀门控制不稳定等问题,常规解决办法是采用套筒阀、迷宫式调节阀、多级降压式调节阀进行控制,但是此类调节阀普遍结构比较复杂,防堵性能差,制作成本高,维修困难。而且外形庞大笨重。

滑板式控制阀由于采用多槽节流的水平流道设计,可以有效降低高压差气体介质通过节流件的流速,降低阀门噪音和振动,减少高压差气体对阀内件的冲刷损伤,阀门使用寿命长。另外,对于一些像氢气、氧气等易燃易爆的介质,滑板式控制阀提供以下本质安全的阀门设计:

1、材质   

氢气介质对管道和阀门材质有特殊要求,须使用抗氢类型的奥氏体钢或镍基合金,不能使用碳钢。滑板式控制阀标准材质为不锈钢材质,安全性高。

2、流速   

氢气易燃易爆,流速过高很容易引发安全事故,所以对流速有一定控制要求,管道流速需小于15m/s,阀出口流速应控制在25m/s。滑板阀阀体间距窄,氢气通过滑板节流口后立刻恢复管道流通面积,流速即刻降低,整条管线的安全性大大提高。

3、防火、防静电

滑板式控制阀阀体内部均为金属材料,采用金属硬密封结构,内部无易燃的非金属部件,符合防火、防静电设计要求。

目前,国内多家石化、化工、制药企业选择滑板式控制阀用做高压差氢气调节与泄放,有些工况压差高达99bar,滑板式控制阀体积小巧、控制稳定、免维护、安全运行、使用寿命长等优点也得到了用户的大力认可,有些滑板式控制阀已经在现场无故障运行了十年之久。



严酷工况三:高温、高压蒸汽的调节与泄放

蒸汽作为一种载热和热能介质,被广泛应用于各种工业流程中。压力大于4Mpa,温度高于350℃的高温高压蒸汽工况对于控制阀的要求就大大提高了。

目前高温、高压蒸汽介质控制阀多选用单座阀、套筒阀等形式,往往在运行一段时间后,内漏、外漏现象严重,套筒阀阀内件易擦伤、卡死,单座阀螺纹式阀座易泄漏,阀门的维修和备件费用高。一些公称直径大于DN300的蒸汽主管道,选用常规的蒸汽控制阀体积和重量会成倍增加,且日常维护困难,对工厂的安全和稳定运行造成重大影响。

目前滑板式控制阀在高温高压蒸汽工况的应用很广泛,例如大口径蒸汽主管道压力控制(≥DN300)、蒸汽火炬放空、高压差蒸汽流量调节、蒸汽减温减压(8Mpa,450℃)等工况都有良好的长周期免维护应用。滑板阀在高温高压蒸汽介质应用上有以下优势: 

优势一:节能降耗

滑板式控制阀与同口径直通阀相比,所受不平衡力小(只有直通阀的1/10),克服相同流体压差,只需配置较小输出力的执行机构,节约气源或电源的消耗,批量使用可大幅度节约用户能源使用成本。

优势二:结构轻巧,安装简便

滑板式控制阀体积小,重量轻,节约安装时需要的人力和物力成本,特别是应用于大口径的蒸汽主管线上,体积和重量与直通阀对比尤其明显。

优势三:动作顺畅,控制稳定

滑板式控制阀采用自由伸缩式的滑板组件设计,消除热胀冷缩影响,不会出现卡死现象,运行顺畅,响应快,控制稳定。

优势四:能保证长期的密封性能

滑板式控制阀采用金属面密封的形式,不同于单座阀和套筒阀的线密封,滑板上单个点的损伤不会影响整台阀的密封性能。另外滑板阀采用一体式的上阀盖结构,彻底消除传统阀门上阀盖处的泄漏问题,符合生产管理的安全性要求。

优势五:使用寿命长

滑板阀的行程短,执行机构膜片、弹簧拉伸变形量小,寿命得到大大延长。阀杆动作时对填料的磨损小,填料密封能可得到长期保证。滑板采用多槽水平分流,减少冲刷,针对高温高压蒸汽介质,密封面可做硬化处理,以长期保证密封性能。常规工况5年以上免维护运行,恶劣、严酷工况只需更换滑板组件即可恢复正常使用。


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