泄压阀动作特性的分析

2009-11-21 贾不假 哈电集团哈尔滨电站阀门有限公司

1、概述

  泄压阀是防止设备内压力升高超过允许值,确保设备安全运行自动动作的装置。在系统正常工作条件下,高压加热器水侧专用的泄压阀始终处于关闭状态。当系统中的介质压力达到阀门的整定压力时,阀门依靠入口处的压力作用在阀瓣上自动开启,排放多余介质,降低系统内超过的压力,以保证系统的安全。泄压阀开启后,系统内的介质压力降低,阀门开启高度也会随着下降,当系统内介质压力降低到一定程度时,阀门自行关闭。

2、动作分析

2.1、前泄过程

  在管道阀门未上线前,阀瓣及抓手套筒根据获得压簧力、零件及运转情况浮力及媒介力等力的主动反应(图1、图2) 。

  (1)弹簧所提供的弹簧力Fs

  (2)弹簧、阀瓣、阀杆、上下弹簧座的自身重力Fg

  (3)当前入口介质压力对阀瓣所产生推力,即介质力Fp

  (4)由于阀门出口与疏水管道相连,疏水管道内静背压在阀瓣上产生推力。在一般的安全阀设计中,习惯于将静背压所产生的推力合并到弹簧力中考虑。同时由于此工程用户未提供静背压压力,因此可以将静背压作为零来考虑。由于此时的弹簧力大于介质对阀门的压力,阀座会对阀瓣产生一个向上的压力(密封力Fq ) ,以达到受力平衡,即

Fs+Fg=Fp+Fq (1)
Fq = Fs + Fg - Fp (2)

式中Fs ———弹簧力,N
  Fg ———活动件自重力,N
  Fp ———介质力,N
  Fq ———密封力,N

  当系统压力升高时,随着介质压力的增加,介质力增大,相应的密封力变小。当密封力减小到密封所必须的最小密封力时,在密封面上会出现泄漏。此时,泄漏出来的液体所形成的介质流非常的细薄,压力降低到接近静背压,不会对阀瓣受力产生太大的影响。此种泄漏称为前泄。出现前泄时的介质压力为前泄压力,阀门前泄压力由达到密封所需要的最小密封力决定。阀门前泄压力受到多种因素的影响,因此阀门密封所需的最小密封力不宜于准确地计算。按照ASME法规和国家标准的规定,前泄压力不应小于0.9倍的整定压力。

2.2、开启过程

  随着介质压力的进一步升高,介质力进一步增大。介质的密封力进一步降低,减小到一定程度时,前泄排放出的介质迅速在密封面间向四周散开。排放的介质击打着导向套筒的斜作用面,产生使阀瓣向上移动的作用力Fx (图2、图3) 。由于Fx 力的作用,阀瓣向上运动,介质密封力消失。此时阀门开启,弹簧压缩量增加,弹簧力增加。同时,排放液体会在阀体中腔内产生一定的积聚压,称为动背压。动背压也会在阀瓣上方产生一个向下的推力Fk

  但原因同时阀瓣的开放相对高度特小,那么由堆积压主产地生的动背压也特小。   此刻的刚度将转变成有一个信息静态平衡,即


Fs + Fg + Fk = Fp + Fx (3)

式中 Fk ———动背压在阀瓣上方产生的向下推力,N
  Fx ———排放的介质击打着导向套筒的斜作

  用面,生成的本身使阀瓣往右手机移动的影响力,N在系统理论计算公式时,一般是将封闭力会消失时的阶段区分为管道调节阀 的上线。在真正选用中,能够 考察阀杆的行为来决定管道调节阀 的上线,因此管道调节阀 上线时应检查到的瞬时导电介质压既得管道调节阀 的整定压。

2.3、全行程过程

  在伐门启用后,不断地时间的推移负担的进1步身高,阀瓣的启用角度也进1步身高。手机客流量也会频频加强,借助阀球激光喷嘴的媒介流动速度也不断地时间的推移加强。这些很快直接排放的媒介在结论导向套筒的斜功能面生导致的功能力充分大时,会使阀瓣很快往前升落。而阀瓣的升落又会增强全功能力,可以提升暴开的体验。常见的情况报告时在背压式汽轮机(高于整定负担)提升2%~6%时,阀瓣会忽然间升落在全升程的50%~100%相互间冲击。这对泄压阀全日程辨认, ASME与API标准规则规则当背压式汽轮机(高于整定负担) ≤10%时,伐门启用提升全日程,或许国家行业标准准规则规则泄压阀背压式汽轮机≤20%时,伐门提升全日程。伐门的耐压试验结论表明,此伐门背压式汽轮机没法10%时启用角度已提升全日程(2mm) 。当伐门刚提升全日程时,媒介手机客流量提升好大,流动速度也快速,故此,也的动背压好大,也对阀瓣导致的阻力也相同增强,成为作用伐门的是一个通常的力,早已经不可依赖(图4) 。也的承受动态展示静态平衡式子为

阀瓣受力

图4 阀瓣弯矩(开全程序下)