浅谈调节阀在锅炉给水系统的重要性

樊芳艳1刘杰1包志楠2康文海1

摘要：随着我国科技的快速发展，自动化控制已成为化工企业生产线上的主角，而调节阀作为是企业生产过程测量和控制系统的终端控制装置。已被广泛应用于能源环保、石油化工、电力、冶金、建筑等行业，是组成自动化控制系统中的一个重要环节。

关键词：给水泵；除氧器；调节阀；安全稳定；

我公司的锅炉给水系统主要由除氧器、给水泵、给水管道和阀门组成。主要作用将脱盐水经过除氧器除氧后，再经给水泵升压，向锅炉连续可靠地提供一定压力和温度的锅炉给水。而调节阀的主要目的是以调节给水流量为手段来控制锅炉汽包水位，从而维持汽包水位在工艺规定范围内，使得锅炉给水系统的自动化水平进一步提高，减轻操作人员的劳动强度，是保证锅炉安全稳定运行的一个必要条件。

1.调节阀的组成和工作原理

在自动控制系统里，调节阀一般由执行机构和阀体部分组成。执行机构用来响应控制元件送来的信号，也是接受信号的大小产生相应的推力或转矩，通过阀杆或转轴产生相应的位移或转角传输到阀芯，使阀芯动作，而调节机构就可改变阀芯和阀座之间的流通面积，从而改变被控介质的流量，达到调节目的。

2.分类

2.1调节阀按行程特点可分为：直行程和角行程。

2.1.1直行程包括：直通单座阀、直通双座阀、套筒阀、笼式阀、角形阀、三通阀、隔膜阀。

①直通单座阀：适用于要求泄漏小的管径和阀前、阀后压差较小的场所。

②直通双座阀：具有操作稳定的特点，所以通常特别适用于大流量、高压降和泄漏少的场合。

③套筒阀：稳定性能较好，可以减少介质作用在阀塞上的不平衡力加上足够的阀塞导向，因此不容易引起阀芯的振荡。

2.1.2角行程包括：蝶阀、球阀、偏心旋转阀、全功能超轻型调节阀。

2.2调节阀按驱动方式可分为：手动调节阀、气动调节阀、电动调节阀和液动调节阀。

2.2.1手动调节阀：按阀芯性状分类：圆锥形；柱塞形；套筒形；多级形；偏旋形；蝶形；球形或半球形。

2.2.2气动调节阀：就是以压缩气体为动力源，以气缸为执行器，并借助于阀门定位器、转换器、电磁阀、保位阀、储气罐、气体过滤器等附件去驱动阀门，实现开关量或比例式调节。特点是控制简单，反应快，本质安全，不需另外在采取防爆措施。

2.2.3电动调节阀：与传统的气动调节阀相比具有明显的优点：电动调节阀节能、环保、安装快捷方便。新型电动调节阀执行器内含饲服功能，接受统一的4-20mA或1-5V·DC的标准信号，将电流信号转变成相对应的直线位移，自动地控制调节阀开度，达到对管道内流体的压力、流量、温度、液位等工艺参数的连续调节。

2.2.4液动调节阀：是以液体为动力源的控制阀。

2.3按调节形式可分为：调节型、切断型、调节切断型。

2.4按流量特性可分为：线性、对数型（百分比）、抛物线、快开。

2.4.1线性特性：线性特性的相对行程和相对流量成直线关系。单位行程的变化所引起的流量变化是不变的。

2.4.2等百分比特性：其相对行程和相对流量不成直线关系，在行程的每一点上单位行程变化所引起的流量的变化与此点的流量成正比，流量变化的百分比是相等的。

3.选型

在锅炉给水系统中,调节阀作为过程控制中的执行器,在给水流量调节中起着调节和控制的作用，它选择的正确与否直接关系到整个给水系统是否能够安全经济的运行。

3.1除氧器进水、进汽调节阀的选型：

我公司的除氧器是热力式除氧器，热力式除氧器的主要作用脱盐水加热至沸点（104℃），使水中氧不断逸出，再将水面上产生的氧气连同水蒸气一同排除，并且除掉水中其它气体，防止锅炉设备及管道的腐蚀，保证锅炉给水的品质。同时，也起了加热给水、提高给水温度的作用。而除氧水箱主要是起储存和平衡的作用，也就是给水泵向锅炉的供给量与脱盐水泵送进除氧器水量不一致时，就可以通过除氧水箱的水位高低变化调节，以满足锅炉给水量的需要。所以除氧器的水位和温度控制是至关重要的。对于除氧器的进汽和进水调节阀选择，主要考虑实际工作的压力、温度、流量、调节阀的公称通径。

3.2锅炉给水泵再循环调节阀的选型：

给水泵再循环阀，其主要作用是防止给水泵在刚启动或极低负荷运行时出现汽蚀，也是火电厂中运行工况最为恶劣的几种调节阀之一。对于给水调节阀和给水泵再循环调节阀选择，主要以以下几方面来考虑：

3.2.1调节阀的调节压差和关断压差：

由于给水泵再循环调节阀的前后压差较大，所以对其允许的调节压差和关断压差是其选型的重要指标。实际压差如高于调节阀允许的调节压差，阀门会出现不能准确调节的问题，严重的会损伤阀门执行器。所以建议采用多级减压的套筒式调节阀。可以避免机组启动时高压差产生的气蚀，也降低了介质的流速，减少了介质对阀门内件的冲蚀。

3.2.2阀门的流量特性：

由于在给水泵启动时阀门的流量较小，而给水泵启动后则流量变大，采用等百分比的流量特性可以提高阀门在小开度时的可调性，提高调节精度。

3.2.3阀门的材质：

由于该阀门在锅炉给水系统中重要性和使用工况的恶劣性，决定了该阀门必须使用耐气蚀的材料做内件才能满足给水泵安全稳定运行的需要，并可提高阀门的使用寿命。

4.安装

4.1安装调节阀时应符合以下要求：

（1）安装前必须进行检查阀门的铭牌、出厂合格证及附件。

（2）阀门的安装位置、高度、进出口方向必须符合设计要求。安装环境温度应在－25～60℃范围。若安装在露天、高温或有震源的场所，应做防水、保温、防震措施。并且保温后表面温度不得高于50℃。

（3）安装调节阀的管道一般不要离地面、地板太高。若高度大于2m时应设置平台，并且应垂直安装在水平管道上。

（4）调节阀安装前必须对管路进行清洗，排除污物和焊渣。

（5）为了使调节阀在发生故障或维修的情况下使生产过程能继续进行，调节阀应加旁通管路。并在调节阀前后应加装手动阀。

对于锅炉给水系统中各调节阀的安装位置必须按照实际生产情况而定：

4.1除氧器进水及进汽调节阀的安装：就我公司实际生产经验来看，除氧器进水及进汽调节阀应尽可能靠近除氧器安装。如果调节阀远离除氧器，就会因管道过长而导致调节阀控制滞后，从而影响除氧器水位的调节品质，同时容易引起凝结水管道震动，也不便于操作人员操作。

4.2给水泵再循环阀的安装：为了使再循环调节阀便于检修维护，且在检修时能与整个给水系统隔离隔断，所以给水泵再循环调节阀必须安装在每台给水泵的再循环管上。如果在总管上安装的话，在检修时与于整个系统隔离隔断较为困难，且工艺调整灵活性较差。

维护和保养

为了确保控制系统稳定安全的运行，并延长调节阀的使用寿命，调节阀在正常运行后必须要定期进行维护和保养。

①定期对调节阀的各静、动密封点有无泄漏。

②定期对需润滑的部件添加润滑油。

③查看调节阀和有关附件的供给情况。

④检查调节阀的动作是否灵活，在控制信号变化时是否及时变化

⑤定期对气源或液压过滤系统进行排污和清洁工作。

⑥定期检查各连接点的连接情况，有无松动或腐蚀。

结束语

正确选择、安装、使用、维护保养调节阀是确保锅炉给水系统稳定、安全运行的关键。

参考文献

[1]乐嘉谦主编《仪表工手册（第二版）》化学工业出版社，2003.

[2]SH/T3521-2013《石油化工仪表工程施工技术规程》中国石化出版社，2013.

[3]《调节阀应用》四川科技出版社，1989.