PDF《供 热系统 常用 阀门的调节性 能及应用》

供热系统常用阀门的调节性能及应用 太原 市热 力公 司雷新义 【 摘要】 阐述 了供热工程水力平衡调节原理 , 供热常用阀门的结构原理及流量 特性,各种阀门的优 、 缺 点及安 装应注意的 问题 , 提出了对 于供 热 系统 不 同控 制要 求应选用的阀门类 型.

【关键词 】 水力平衡 结构原理 流量特性 阀门选型 供热系统常用阀门主要有 闸阀、 截止 阀、 球阀、 蝶阀、 调节阀、 平衡阀、 自力式流量控制 阀、自力式 差压 控制阀、恒温控 制阀、电磁 阀、止回阀、 安全阀等. 各种阀门的结构原理及调 节性能各不相 同, 因此 , 供热系统 中选用阀门 应按其用途正确选用.

1 水力工况及水力平衡调节 热水供热管网一般 为闭路循环 系统 , 其 水力工况是指供热系统各点 的压力及各管段 的流量、 压差. 水力平衡调节就是根据用户的 热负荷需求 , 调节各管段 的流量 , 满足用户 的 要求. 管段 的压差 、流量及 管段的阻力特 性系数有如下 关系Ⅱ ] : S Q (

1 ) 式中,AP为 管段 的压 差,Pa;

S为 管段的阻力特性系数,Pa/(m3 / h ) ;

Q 为通过该管段的流量,m3/h.阀门是管段中的一个管件.阀门关小时, 管段的阻力特性系数值增大 ,该管段 的流量 就会 减小 . 反之 , 管段 的流 量就 会增 大.因此 , 供热系统中常用 阀门调节水力工况 ,使供热 管网达到水力平衡.

2 阀门的流 量特 性2.1流量特性 的概 念 阀门的流量特性是指介质流过阀门的相 对流量与阀门的相对开度之间的函数关 系.芒亡) ㈤ 式中, Q为 阀门某一开度下 的流量 , m

3 / h ;

Q 一 为阀门全开时的流量 , m3 / h ;

Z 为阀门某一开度 下 的行程 , m m;

为阀门全开 时的行 程,mm.

2 .

2 理想 流量 特性 阀门的理想流量特性是指阀门前后压差 固定不变的理想条件下的流量特性 .典型 的 理想流量特性有直线流量特性、快开流量特 性、等百分 比流量特性 以及抛物线流量特性 , 见图 l . , 一一(B)/. / / 『

1 / / } | / / . f | , / , ( A ) | . / , | | / ( D ) /

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1 O

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0 相对开度h /

1 ( % ) ( A) 直线特性 ( B ) 快开特性( C) 等百分 比特性( D) 抛物线特性 图1理想流量特性 曲线 ― ―

49 ― ― ∞ ∞ 区域供 热2008.6期 晕l.㈤d二(4)d寺于供 热系统 中变 流量调 节.2.3工作流量 特性 阀门前后的压差随阀门负荷 的变化而变 化.工作流量特性就是指阀门前后压差随负 荷变化的工作条件下的流量特性. 实际使用中 ,具有直线流量特性的阀门 的工 作流 量特 性趋 于快 开特 性 ,等 百分 比流 量特性和抛物线流量特性的阀门工作流量特 性趋 于直线 流量 特性 . 表示阀门全开时阀门压降 占该管段全部 压降的比值称为阀权度 . 阀权度值越大, 阀门 的工作流量特性越接近理想流量特性. 在供热系统中用于变流量调节应首选等 百分 比流量特性的阀门,而且 阀全度值应大 于0.3,阀门才具 有较好 的调 节特性 .

3 常用 阀门的结 构原 理及流 量特性

3 .

1 闸阀闸阀是供热系统中使用最广泛的一种阀门. 结构原理 : 闸板 、 阀座与介质 流 向垂 直,通过阀杆带动闸板上提、 下降, 实现阀门的开关. 闸阀按 阀杆 的不 同分 明杆 式和 暗杆 式,按闸板 构造不同分平行式和楔式 , 还有单闸板 、 双闸 板之分.供热工程中, 常用的是明杆楔式单闸 板和暗杆楔式单闸板闸阀. 前者开关状态一 目 了然 , 但 阀杆螺纹外露易损坏 , 后者反之. 流量特性 :快开流量特性 ,作为关断使 用,可用于双位调节 , 不适合变流量调节. 优点 : 阀体 内流道为直通 , 流体阻力小 , 阀门全开时密封面不受冲蚀 , 结实耐用. 缺点 : 高度大 , 启闭时间长 , 笨重 , 修理难 度大 , 大 口径 闸阀,手动 操作 费力 . 安装 : 水流无方 向要求 , 不要使手轮处在 水平线 以下 ( 或倒装 ) , 否则介质 中的污物容 易损坏阀杆及其密封.

3 .

2 截止 阀 截止阀也是在供热系统中广泛使用的一 种阀门,一般 口径较 小.结构原理 : 阀体 内为 S形流道 , 阀芯 、 阀 座与阀杆垂直, 通过阀杆带动阀芯沿阀座中心 线提起 、 下压, 实现阀门的开关. 截止阀分直通 式、 直角式等.供热工程中使用直通式较多. 流量特性 : 快开流量特性 , 主要作为关断 使用.由于其阻力系数较大 , 可用 于粗略调节 流量 和压力 . 优点 : 结构相对简单 , 制造容易 , 维修方 便,结实 耐用 . 缺点 : 只允许介质单向流动 , 安装有方 向性,介质的流阻大, 密封性稍差. 安装 : 应按介 质流 向安装 , 手 轮不应倒装 .

3 . 3球阀3.3.1普通 球阀普通球 阀与 闸阀 、截止 阀相 比是 一种 新 型的并逐渐被广泛采用的阀门. 结构原理 : 阀座与介质流向垂直 , 阀芯是 一 个圆形通腔球体 , 通过阀杆控制阀芯作

9 O . 旋转,实现 阀 门的开 关 .球 阀有 两种 形式 , 浮动球式 和 固定 球式 .浮 动球 式具 有不 易卡涩的特点 .在 供热工程 中,重要部 位 ,管径 D N

3 0 0以下 , 常采用进 口球阀. 国产球阀的阀 体一般为二体式 、 三体式 , 法兰连接 , 而进 口 球阀为一体式 , 焊接连接, 故障少. 流量特性: 快开流量特性 , 作为关断使用, 可用于双位调节使用 , 不适合变流量调节. 优点:除具 有闸阀、截止阀的优 点外,还有体积小 、 密封好( 零泄漏 ) 、 易操作的优点. 缺点 : 维修困难、 比闸阀、 截止阀价格高 . 安装 : 水流 无方向要求 , 手柄可任 意 角度 安装 .

3 .

3 . 2调节 型球 阀调节型球 阀与普 通球阀相 比 ,不 同之 处 是阀芯为一个 V 型或 W 通腔球体. 见图

2 . 一(v型) (

1 r 型) 图2调节型球 阀阀芯示意图 垦堡垫Q:鱼塑 流量特 性:调节 型球阀的 V 型或 W 通 腔使阀门的固有流量特性近似为等百分 比流 量特性 . W 型较 V 型更接近等百分比流量 特性. 该阀门作为变流量调节使用 , 同时可作 为关断使用.

3 .

4 蝶阀3.4.1普通 蝶阀普通蝶阀 目前是在供热系统中广泛使用 的一种 阀门 . 结构原理 : 阀座与介质流 向垂直 , 阀芯是 一 个饼状圆盘 ,通过阀杆控制作

9 0转动 , 实 现阀门的开关 .普通蝶 阀有橡胶软密封蝶阀 和金属硬密封蝶阀.橡胶软密封蝶阀的蝶板 与阀体一般为中心对称式 ;

金属硬密封蝶 阀 的蝶板与阀体多为三偏心结构 .三偏心结构 蝶阀具有 阀板转动时与阀座磨擦力小 ,开关 灵活 , 密封性能好的优点. 金属硬密封蝶阀一 般用于压力 、 温度较高的供热一次网中;

橡胶 软密 封蝶 阀用 于压力 、 温度 较低 的二 次 网中 . 流量特性 : 近似直线流量特性 , 在供热系 统中常用来作为关断使用 ,亦可作为较粗略 的流量和压力调节使用 . 优点 : 结构简单 , 体积轻巧 , 操作方便 , 密 封性 能好 . 缺点 :全开时 ,阀板及密封圈受介质冲 蚀.安装 :进 口三偏心金属硬密封蝶 阀水流 无方向要求 , 国产的有方向要求 , 反向安装密 封性能差 .金 属硬 密 封蝶 阀 在水 平管 道 上安 装时,建议 阀杆 水 平或 与 竖直 方 向有 一定 倾斜,以保证阀轴处的清洁. 软密封蝶阀水流无 方向要求 , 手柄可任意角度安装 .

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4 . 2调节型蝶阀 调节型蝶阀与普通蝶 阀结构相近 ,区别 是蝶板的形状不同 ,通过采用特殊形状 的蝶 板使 阀门的流量特性 近似等百 分 比流量特 性,用于变流量调节.由于该阀门结构复杂 , 制造难度大 ,价格 昂贵 ,供热工程中使用极 少.一,一可以水平安装或垂直安装 , 手轮不应倒装 .

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7 自力式流量控制阀 自力式流量控制阀在没有外接动力的情 况下 , 可按设定值 自动调节流量. 结构原理 :自力式流量控制阀控制 的对 象是流量,阀芯 、 阀座 与调 节阀相近,不同之 处是阀门内有一个由弹簧与橡胶膜组成的 自力执行机........