凝结水泵再循环管道上调节阀和节流孔板的选型计算分析

　　0　前言

　　在工程应用上,当发电厂汽水管道不需要根据系统的要求调节不同压力,但管道的前后压差较大时,往往采用增加节流孔板的方式,其原理是:流体在管道中流动时,由于孔板的局部阻力,使得流体的压力降低,能量损耗,该现象在热力学上称为节流现象。单级孔板多应用于汽水管道内的流量测量装置、低压范围的减温减压设备[1]。对于高压差管道,譬如给水再循环、凝结水泵再循环、各类疏水进入疏水箱等的压力调节管道,由于阻塞压差的存在,单级节流孔板已不能使用,必须采用调节阀、多级节流孔板、调节阀和节流孔板结合的方式[2]。采用孔板比选用调节阀要简单,但必须选择得当,否则就可能产生汽蚀,严重时影响设备及管道的安全运行[3]。下面就某电厂凝结水泵再循环管道运行情况来分析调节阀和节流孔板在电厂的应用。本文所提压力均为绝对压力值。

　　1　防止流体产生汽蚀的方法

　　对于汽蚀,冲刷面换用高级材料不是彻底解决问题的办法,选择合适的节流孔板,控制缩流断面处的压力pVC,保持该压力不低于液体的饱和蒸汽压力pV,才是防止汽蚀产生的根本措施。对于压降较大的管道,可通过多级降压,确保介质经过每一个缩流断面时压力都大于液体的饱和蒸汽压力[4]。

　　2　多级节流孔板的选择计算

　　节流孔板的设计计算一般是设计孔板的孔径d、孔板级数n,使流量G的流体实现Δp的压降[1]。多级节流孔板的选择计算是为了避免产生汽蚀现象。

　　2.1　孔板级数确定

　　为了计算节流孔板的压差,需引入一个新的概念———阻塞压差ΔpS。当孔板两端的压差Δp增加时,流量G也增加,当压差Δp增大到一定值时,缩口处的压力pVC下降到流体饱和蒸气压力pV以下,一部分流体汽化,管道流量不再随压差增加而增加,即形成所谓阻塞现象。此时,孔板两端的压差称为阻塞压差ΔpS。当节流孔板的实际压差Δp小于其对应的ΔpS时,就可避免汽蚀的发生。当管道两端压差较大时,可采用多级减压,但每一级节流孔板的实际压差Δp均应小于本级入口对应的ΔpS。

　　多级节流孔板的压降按几何级数递减,当第1级节流孔板实际压降为Δp1时,第2级孔板减压至Δp1/2,第3级孔板减压至Δp1/22,……,第n+1级孔板减压至Δp1/2n,直减到末级孔板后压力接近所需压力为止[6]。

　　2.2　孔板孔径计算

　　根据《火力发电厂汽水管道设计技术规定》(DL/T5054 -1996)的规定,水管的节流孔板孔径按下式计算:

　　3　阀门CV值和KV值