锅炉给水泵最小流量调节阀结构设计与仿真

为了研究某新型给水泵最小流量调节阀的流场特性,利用CFD仿真技术对最小流量阀进行流场分析。对最小流量阀的迷宫碟片进行优化设计和试验,并对最小流量阀整体模型进行流通性能验证。分析结果表明,迷宫流道能够很好地实现降压和控速要求,阀门整体流通性能良好,满足工况需求。     

调节阀的选择及流量特性分析

调节阀是流量控制的最终执行元件,是过程控制系统中不可缺少的一个重要环节。调节阀是按照工艺流体的特性参数及其工作条件如温度、阀前后压力、密度、最大流量、正常流量、最小流量以及阀的结构形式、公称通径、阀的作用形式、材质、压力等级及流量特性的。其中阀的流量特性对控制系统的控制质量会带来很大的影响。     

锻钢调节阀

调节阀是改变流体流量的装置。我厂通过引进先进技术 ,对调节阀阀瓣的形线进行了最佳设计 ,制造了锻钢调节阀 ,并通过试验得到了流体的流量特性。1　特性锻钢调节阀由组合阀门和流量控制标尺组成。阀门手轮旋转一周 ,标尺指针位移 1 %刻度。任何需要的开启调量 ,都可以通过旋转手轮达到。该阀阀瓣为单瓣抛物线形及Ｖ形缺口型。此结构可以确保阀门开启全程中流体按比例流过 ,达到最佳可控性。有 1个Ｖ形缺口的称为双瓣式阀瓣。有 2个Ｖ形缺口的称为 4瓣式阀瓣。阀座堆焊ＳＴＬ硬质合金 ,阀瓣经过表面硬化 ,因此密封副耐磨、耐腐蚀和耐冲刷。…     

多级笼式套筒减压阀的设计及阀口流量特性研究

我国船舶蒸汽动力系统汽轮给水泵组属于小容量机组,所配置的再循环阀能保护给水泵在小流量工况下的安全性,但同时存在小流量工况时给水泵振动噪声显著放大的现象。因此需设置一联动的回水调节阀门,在给水调节阀开度较小的工况下,通过打开联动的回水阀提高回水量,降低给水泵机组以及再循环阀运行振动噪声。针对回水调节阀的多级笼式套筒减压阀口进行研究,利用FLUENT流体计算仿真软件对不同开度时阀口的流量特性进行了数值模拟,并通过试验对阀口的流量特性进行了验证。研究结果表明,多级笼式套筒减压结构使回水调节阀自身具有低噪声性能,可有效改善给水泵机组的运行工况。     

抑制调节阀流场空化的响应面结构优化

调节阀流场空化现象会产生空化振动和噪声等不良影响。优化阀内件的结构,抑制流场空化是设计高端调节阀的重要环节。为了实现调节阀内流场的逐级降压,减小空化现象的产生,设计了一种多级降压调节阀的外层套筒和笼式阀座。采用Fluent软件对阀内流场的流动特性进行数值模拟,得到流场压力、流量和气体体积分数的分布规律。采用循环式并联流量测试装置,对阀进行流量实验,验证了数值模拟的可靠性。通过Box-Behnken响应面优化方法探讨外层套筒和笼式阀座节流孔孔径、孔数及其交互作用对流场空化的影响,得出最优设计方案。结果表明,在不影响调节阀流量特性的条件下,70%开度时,优化阀内件参数后,最大气体体积分数从0.88下降到0.19,有效地抑制调节阀内流场空化现象。     

汽轮机调节阀和调节级特性建模与配汽优化

针对喷嘴配汽汽轮机,对调节阀和调节级联合进行建模,通过计算得到调节阀和调节级组合特性曲线,建立理论计算模型。该模型便于工程应用,利用调节阀和调节级组合的压比与阀门开度可计算得到准确的调节阀流量。基于计算模型,以某300 MW机组为研究对象,实现调节阀配汽函数的优化,并得到机组顺序阀流量特性;联合负荷和阀位,对其配汽方式进行优化。结果表明,经过验证调节阀和调节级的组合特性模型能够准确地反映现场调节阀特性。根据该模型实现流量特性的优化,得到合理的重叠度,提高阀门可控性;经过优化分析得到机组的最优滑压曲线,采用优化后的配汽方式运行,降低机组低负荷运行时的热耗,提高机组的灵活性和调峰能力。该优化方法对现场试验寻优提供理论基础。     

水力检修调节阀阀瓣形线设计

采用调节阀阀瓣形线计算公式替代反复试验得到阀瓣形线的传统设计方法，设计了水力检修调节阀阀瓣形线，并标绘出流量曲线。该公式为特殊调节阀阀瓣形线设计提供了理论基础。     

X~3流量特性阀瓣设计

从调节阀的流量特性数学表达式出发,结合阀瓣设计的基础理论和CFD仿真,为单座式柱塞调节阀设计了一种新型流量特性——X~3流量特性,并通过拟合化工生产线的具体工况,确定了表达式中流量特性形态范围、斜率调节系数。新设计的流量特性可用以弥补线性和等百分比这两种常见流量特性的调节缺陷,为对调节阀有更高可控性要求的用户提供了一种局部调节精度较高的选择。最终通过对一台X~3流量特性DN50单座式调节阀进行流量试验,验证了此设计的可行性。     

气体发动机燃气阀试验系统的开发

为了研究气体发动机燃气阀的流量特性及验证其流量计量和调节功能,开展燃气阀试验系统研究。根据燃气阀测试要求,试验系统包括空气供给系统、流量测试装置、燃气阀、燃气阀控制系统、排气系统以及自动化控制与数据采集系统。经试验验证,利用该试验台系统可成功进行燃气阀流量特性研究以及流量计量和流量闭环功能的验证。     

基于最小二乘支持向量机的调节阀建模方法

针对调节阀物理模型存在严重的非线性、时变性及参数不确定性的问题,提出了一种基于最小二乘支持向量机(Least Squares Support Vector Machine,LS-SVM)的调节阀流量及压力预测模型。根据调节阀的物理模型,分析了能够表征调节阀运行状态的相关参数,主要有阀前压力、阀后压力、开度、流量、负载压力、温度等;设计了调节阀数据采集实验系统,通过全排列组合试验分别确定了流量和压力预测时LS-SVM模型的最佳输入特征向量。实验结果表明,模型能够以较理想的精度预测流量及压力的输出,可为调节阀自动控制或故障诊断系统的设计提供指导。     

调节阀阀瓣型线设计研究

不同的调节阀阀瓣型线可得到不同的流量特性。本文采用严格的数学方法,推导出可以谇计算符合不同工况下的流量特性曲线的调节阀阀瓣型线公式,并通过测绘数据对公式进行验证,该数学模型有广泛的工程应用价值。     

调节阀流量特性补偿算法的实现及应用

调节阀是自动控制系统的重要组成部分.调节阀由于外界环境的不同,引起压降比显著降低,使阀的工作流量特性与其固有特性相差很大,引起特性畸变,这种畸变给控制系统的设计带来了困难.本文利用Matlab软件对调节阀的流量特性畸变进行检测与判定,通过改变理想流量特性函数,将调节阀改变为任意符合一定要求的流量特性,实现对调节阀流量特性进行补偿.通过列举了几种畸变情况,利用该算法进行补偿,对仿真过程进行分析,得出该算法具有快速、灵活、容易编程实现且应对复杂多变能力强的特点.     

压力平衡式笼式调节阀的振动性能试验研究

介绍了压力平衡式笼式调节阀的特殊结构,以及其易于更换流量型线的优良特性。并对该阀的振动性能进行了试验研究,探讨引起振动的原因,并对各种可能引起调节阀振动的原因采取相应的优化措施。     

低压降调节阀

本文介绍的低压降调节阀是具有特定流量特性的新型阀。在ΔP_R~*(定义见后面)为0.1工作时,它的安装流量特性为线性或等百分比,使该阀与被调对象所组成的广义对象静态增益为常数。这样的阀特性是符合线性控制原理要求的。该阀在ΔP_R为0.1左右运行时,可实现流量调节系统的优化控制,并能较大幅度降低调节阀在运行过程中的节流损耗,达到节约流体输送过程中动力消耗的目的。     

基于PCM数字阀和针形阀的流量调节装置设计

随着风洞高压供气试验对流量调节的指标不断提高,模拟调节阀已无法完全满足试验需求,同时针对目前数字阀存在的不足,设计了一种基于PCM数字阀和针形阀相结合的流量调节装置。该装置先通过PCM数字阀提供基准流量,针形阀再进行微调,从而实现流量调节。介绍了PCM数字阀喷嘴结构的设计、喉道面积的分配和电磁阀的参数计算,以及针形阀流量特性的分析、阀体结构和电动作动筒的设计,提出了流量控制流程和基于非线性自整定的PID调节控制策略。结果表明:该装置的流量调节范围达到了0.1~8.1 kg/s,绝对控制精度优于±3 g/s,相对控制精度优于±0.04% FS,同时具有调节时间短、超调量小、鲁棒性好等特点,可为风洞高压供气试验提供有力支撑。     

基于特征区间自动搜索的主蒸汽调节阀流量特性建模算法研究

在火力发电机组中,实发功率的变化通常是通过调节主蒸汽调节阀的开度来改变主蒸汽流量实现的。然而,主蒸汽调节阀往往存在非线性特性,对功率控制回路的性能产生不利影响。该文提出建立主蒸汽调节阀的特性模型,有利于获得阀门真实特性,以及方便为功率控制过程提供逆补偿。在顺阀和单阀方式下对阀门进行实验,提出自动搜索方法对样本数据进行线性区间划分,基于每个区间数据建立线性模型,采用最小二乘算法辨识模型参数,并为下一步迭代更新线性区间提供指导,线性区间和模型辨识交替进行直到达到模型拟合要求。实例分析表明,该方法能够准确地估计阀门流量特性,具有较强实用性。     

调节阀设计计算选型导则（一）

正确选取调节阀规格型号,必须充分了解调节阀门的流量特性及其实际运用中的畸变。在阀径计算和选型时关键在于正确选取用于计算的流量值和阀前后差压。     

基于CFX给水泵最小流量阀流体性能仿真分析

采用CFX软件对给水泵最小流量阀流体性能进行数值模拟分析,研究了给水泵最小流量阀内部介质的流通能力及流动特性,分析阀门不同开度下Kv值曲线特性,并与试验结果进行对比,为给水泵最小流量阀的优化设计提供帮助。     

超高压大流量比例插装阀测试方法

针对超高压大流量比例插装阀测试技术问题，以DN130位移随动式超高压大流量二通比例插装阀为对象，考虑该阀测试需针对超高压（70 MPa）、大流量（8 000 L/min）的特殊工作要求，设计了超高压试验台和高压大流量试验台。根据行业测试标准制定耐压特性和动静态特性测试方法，试验台流量无法满足测试需求时，采用基于模型的仿真预测方法进行性能检测。试验结果表明了该阀具有良好的耐压性能、流量增益特性、滞环特性、线性度特性、重复精度特性以及动态特性，为超高压大流量比例插装阀的设计测试提供了工程基础。     

基于CFX的迷宫阀内流场数值模拟与试验分析

对某一特定型号的迷宫式调节阀,用solid works建立其内部流场模型。通过前处理软件Gambit划分并生成计算网格,应用CFX(流体力学数值计算模块之一)方法对调节阀内部流体流动特性进行仿真,得到该阀内流场流动特性的三维可视化结果。根据仿真结果绘出调节阀的流量特性曲线,与试验测定的数据进行比较分析。结果表明模拟值与试验值较好的吻合,为后续研究新的阀门、阀门故障诊断以及阀门流场优化等研究提供很重要的依据和参考。