進口天然氣減壓閥

天然氣減壓閥本系列減壓閥屬于先導(dǎo)活塞式減壓閥。由主閥和導(dǎo)閥兩部分組成。主閥主要由閥座、主閥盤、活塞、彈簧等零件組成。導(dǎo)閥主要由閥座、閥瓣、膜片、彈簧、調(diào)節(jié)彈簧等零件組成。通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)彈簧壓力設(shè)定出口壓力、利用膜片傳感出口壓力變化，通過導(dǎo)閥啟閉驅(qū)動活塞調(diào)節(jié)主閥節(jié)流部位過流面積的大小，實現(xiàn)減壓穩(wěn)壓功能。
本產(chǎn)品主要用于氣體管路，如空氣、氮氣、氧氣、氫氣、煤氣、液化氣、天然氣等氣體。

減壓閥流量系數(shù)(Cv)

主要零件材料

外形尺寸(PN1.6-4.0)單位：mm

減壓閥的噪聲估計與改進設(shè)計

噪聲估計

    在把現(xiàn)有的噪聲預(yù)估方法進行比較分析之后，表明某公司所研究和提供的公式是比較方便的計算方法。

        （1）

    式中：Lp———介質(zhì)動力噪聲的聲壓級，以調(diào)節(jié)閥下游1m并離管道表面1m處測量[dB（A）]

    K_v———特定流量下的流量系數(shù)

    F_L———液體的壓力恢復(fù)系數(shù)

    p₁，p₂———入口壓力，出口壓力，kPa

    D———調(diào)節(jié)閥下游的管道直徑，mm

    η———音響效率

    H———管道壁厚，mm

    T_sh———蒸汽過熱溫度，℃

    根據(jù)p₁=35kg=3500kPa，p₂=15kg=1500kPa，F(xiàn)_L≈0.90，D=200mm，η=9×10^-4，T_sh=435℃，H=4.5mm，K_v11.60可計算得，L_p≈123.04dB（A）。該噪聲級別較高，必須進行降噪處理。

    調(diào)節(jié)閥出口流速過高時產(chǎn)生的噪聲，根據(jù)介質(zhì)流速的馬赫數(shù)Ma可以判斷其程度[5]。經(jīng)過計算得Ma≈0.134＜0.33。噪聲小，可忽略。

    3 噪聲消除措施

    根據(jù)現(xiàn)場狀況，主要考慮通過管路改造[6]和閥門內(nèi)部結(jié)構(gòu)改造，來消除振動和噪聲。但是現(xiàn)場管路布置在zui初上生產(chǎn)線時即已確定，再添加旁路工期較長。于是閥門內(nèi)部結(jié)構(gòu)改造成為關(guān)鍵。

    結(jié)合閥門設(shè)計手冊[4][5][7]，經(jīng)過改造設(shè)計計算，主要對閥芯和套筒結(jié)構(gòu)進行了改進。設(shè)計采用閥門內(nèi)件換成平衡閥芯兩層降壓降噪套筒結(jié)構(gòu)，便于流速分布均勻，降低閥塞和閥座之間的壓差，改善湍流狀態(tài)，并增大磨損，消耗聲能，從而降低噪聲。

    在套筒調(diào)節(jié)閥中，高速介質(zhì)流經(jīng)普通套筒閥時，介質(zhì)從套筒璧四周窗口流入套筒中心，然后匯集流向閥后，在套筒中產(chǎn)生漩渦流、二次流等復(fù)雜流動。由于突然的收縮和突然擴大，使流場極不均勻，極易產(chǎn)生強大的噪聲。改善流場就能夠降低噪聲。本文中套筒采用小孔形套筒，這些小孔可使流道分散、摩擦阻力增加、流場分布均勻、不產(chǎn)生大的漩渦流，從而降低噪聲[8]。降壓套筒采用兩層結(jié)構(gòu)，較低噪音套筒調(diào)節(jié)閥的一層套筒，可大幅度降低高壓差氣體或蒸汽所產(chǎn)生的噪聲，而且特別適用于高壓差的場合。套筒設(shè)計主要是小孔的孔數(shù)的設(shè)計，為了保證閥zui大開度時的流通能力，小孔面積按照調(diào)節(jié)閥的閥座的面積乘上一定的系數(shù)（系數(shù)在1.2～1.5之間）。由于氣體是可壓縮性流體，壓力降低時體積急劇膨脹，因此進行流道設(shè)計時要將套筒窗口流通截面即小孔直徑從下到上逐級放大。另外孔的列數(shù)取偶數(shù)，有利于介質(zhì)在套筒中間互相沖擊而把靜壓能量消耗掉，降低噪聲，避免振動。套筒結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 套筒結(jié)構(gòu)圖

    閥芯結(jié)構(gòu)采用平衡式。平衡閥芯和非平衡閥芯相比，可以減少介質(zhì)作用在閥塞上的不平衡力[9]。閥芯用固定在兩層套筒上的緊定螺釘，配合閥芯上的導(dǎo)向槽，來控制閥芯徑向旋轉(zhuǎn)并對軸向運動行程進行限位，具體結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 套筒和閥芯裝配圖

    4 實驗與結(jié)論

    按照GB/T12245-2006減壓閥性能試驗方法進行試驗，出廠試驗項目主要包括殼體強度、密封性能和調(diào)壓性能[10]。經(jīng)過100-110kg冷水打壓實驗，閥門開度和流量特性曲線滿足等百分比關(guān)系?？紤]到閥門在啟閉和小流量開度時，高壓差全部集中在閥芯和閥座的密封面上，高速流體會對密封面造成嚴重沖刷，甚至產(chǎn)生空化氣蝕。為了保護閥內(nèi)件不受損壞，延長閥門的使用壽命，特設(shè)計5%以下的行程為空行程。

產(chǎn)品關(guān)鍵詞：進口天然氣減壓閥