锅炉给水系统控制阀的选型

分析表1，可得到以下几个结论：
　　阀门的最大允许差压值与阀门的结构形式、口径、执行器动力（电动、气动）、执行器的推力有关。
　　单座控制阀的最大允许差压值低，通常不一定能满足工业锅炉给水调节系统的要求。双座控制阀的情况则大有改观，通常可以满足工业锅炉给水调节系统的要求。电动套筒控制阀的情况则与我们想象的有差距，两类套筒与阀塞的组合最大允许差压值差别非常大，Ⅱ类套筒与阀塞组合的电动套筒控制阀最大允许差压值很低，甚至低于普通的单座控制阀，Ⅰ类套筒与阀塞组合的电动套筒控制阀最大允许差压值很高，比对应的双座控制阀还要高，设计选用时一定要注意。所以对工业锅炉给水调节系统来说，应尽量选用双座控制阀或Ⅰ类套筒与阀塞组合的套筒控制阀。
　　气动控制阀因膜头限制，最大允许差压值低于同口径的电动控制阀。
　　当选用同一执行器时，由于其推力是一个固定值，所以随口径增大而不平衡力等加大，最大允许差压值反向减少。
　　电动控制阀中，最大允许差压值除取决于阀门的结构形式（单座、双座、套筒Ⅰ类、套筒Ⅱ类）外，还取决于执行机构的型号和推力。如KHTS 型电动单座控制阀的执行机构有国产DKZ、中日合资361 LSA、德国哈特曼·布朗公司RS 三种选择，而每个制造厂的执行机构又有多种不同推力的选择。当生产过程最大允许差压值稍低于表1的某一允许值时，除改选另一种结构形式的阀门外，还有一种选择是尝试选用推力较大的执行机构。
　　同类结构同一口径的控制阀门，选用推力相同的执行机构，但如果制造厂不同，最大允许差压值也有差别，验算时可查阅有关制造厂的样本。
选型失误的例子
　　第一例：某厂20 t/h 工业锅炉给水控制阀选用KHTS 型电动单座阀，配用执行机构为361LSA-20 ，使用过程中发生小的泄漏，经查产品使用说明书，知道其最大允许差压值为1.49 MPa，低于锅炉正常工作时的最大差压值2.0MPa，后改用361LSA-50电动执行机构，最大差压值达到3.38MPa（见表1），满足了锅炉正常工作时的使用要求。
　　此例说明通过改用大推力的电动执行机构，有可能使控制阀的最大允许差压值达到使用要求。
　　第二例：某厂35 t/h 工业锅炉过热蒸汽温度远程手动控制设计选用ZAP-6.4、Dg50 的电动单座控制阀，现场运行时阀门关不死，查看原设计图纸，发现该控制阀未作任何计算（包括流通能力计算等），而设计者对此的解释是手动遥控阀没有必要计算。后查产品说明书，发现该电动单座控制阀的推力虽然达到6.4 kN，但最大允许差压值仅为1.4MPa，低于锅炉正常工作时的最大差压值（给水泵压力6.0MPa，锅炉汽包压力3.9 MPa，△P≈2.1MPa），由此造成阀门泄漏量大。后用工艺专业原给水球阀配电动角行程执行器，这一问题才得到解决。此例说明即使是手动控制阀，在设计选型时也应进行最大允许差压值验算。
第三例：笔者去某炭素厂煅烧窑废热锅炉参观时，发现锅炉汽包水位调节回路未投自动，询问原因时，现场技术人员告诉我电动控制阀存在关不死的问题。我们到控制阀现场看，这是一台ZAP 6.4、Dg50的电动单座控制阀，电动执行器的推力为2.5kN。我与现场技术人员共同分析，发现问题可能出在电动单座控制阀的最大允许差压值达不到使用要求（该现场给水泵出口压力4.0MPa，汽包工作压力2.5MPa）这个问题上 
。后找到控制阀的产品样本，对应Dg50 的电动单座控制阀，执行器可选0.4、2.5kN 两档推力，其最大允许差压值分别为0.15MPa和0.94MPa，虽然设计者选用了推力较大的2.5kN 电动执行器，但其最大允许差压值0.94MPa仍低于正常工作时的最大差压值（给水泵出口压力4.0MPa-汽包工作压力2.5MPa =1.5 MPa）。现该厂已将电动单座控制阀改为电动双座控制阀。双座控制阀的最大允许差压值提高到11.9MPa，这大大高于给水系统可能出现的最大差压。这个例子说明在自动控制回路的控制阀选型时，必须进行最大允许差压值验算，以保证阀门正常工作。
　　第四例：某煤矿煤矸石发电厂的35 t/h锅炉给水系统自动控制阀设计选用ZKZP 6.4、Dg65 的电动单座阀，在锅炉投产初期的升温期间发现给水控制阀关不死，泄漏量很大，正常运行时稍好。起初大家怀疑是产品质量有问题，后仔细查看使用说明书，这才发现该型号控制阀的最大允许差压值仅为1.83MPa，虽然与正常工作时控制阀的前后差压（约2.1MPa）相差不大，此时稍有泄漏，但还可忍受。而在锅炉升温阶段，控制阀的前后差压非常大（因汽包压力为0，故最大差压值可能达到6.0MPa），所以出现上述问题。临时解决办法是在锅炉升温阶段关闭控制阀前后手动闸门，用工艺专业的手动旁路阀控制给水流量。但从长远来看，仍需要更换阀门。此例说明作最大允许差压值验算时，不仅仅要考虑正常工作状态下的最大允许差压值，也要考虑非正常工作状态下的最大允许差压值。
　　综上所述，在给水调节系统控制阀选型时作最大允许差压值验算，虽然只是个小问题，但忽略了就有可能造成大的损失，因而在中高压差条件下控制阀选型时应对这类问题予以足够的重视。

                      （昆明有色冶金设计研究院 方原柏）