一、电动给水再循环小流量高压调节阀应用案例结构与组成

电动高压调节阀主要由一个主阀及其附设的导管、导杆、球体等组成。主阀主要由阀座（底盖）和活塞缸构成，活塞缸上装有节流孔板或喷嘴；导管上设有过滤器及压力表；导杆下端与球体连接，球体下端通过连接螺母与阀门出口相连。电动高压调节阀是一种用于控制高压液体或气体介质流量的电动执行机构。以下是对电动高压调节阀的详细介绍：

正常运行时，给水泵流量不允许低于160 m3/h。为了保证给水泵在给水流量小于160 m3/h时也能安全运行，设置了一套再循环系统，由最小流量阀控制。最小流量阀设计选型为FCU80-180/260型电动节流控制阀，由国内某公司研制。该锅炉给水泵最小流量阀的主要作用是：当给水泵流量小于一定值时，保证给水泵再循环及时打开，防止给水泵内部由于局部过热汽化产生汽蚀。投运以来，最小流量阀存在寿命短、漏流量大的问题。这套最小流量控制装置由5部分组成，主要包括堵转力矩电机、齿轮减速箱、杠杆弹簧传动机构、节流控制阀和控制系统。该装置存在的主要问题是：最小流量阀及阀内件(图1)使用寿命太短，运行中漏流量太大。该阀在运行中，长期处于漏流状态，阀芯与阀座腐蚀很快，阀体经常外漏。把损坏的最小流量阀进行解体，发现阀体受到严重冲刷腐蚀，节流件在阀体内的密封面和定位面被冲坏，给水在节流件外短路，使节流件失去节流作用。

分析认为，造成最小流量阀寿命短、漏流量大的主要原因是：

1. 最小流量阀的阀内节流组件由两部分组成，即三节合一的节流阀座和节流孔轴，两部分间由柔性石墨盘根连接和密封。由于当阀座上部密封面发生汽蚀损坏后，随着腐蚀加重，阀座将失去定位，阀座在阀内松动，造成连接密封盘根松动和泄漏，柔性石墨盘根在高压水的作用下，很快被给水冲掉，阀座等节流件失去固定，给水在节流件外短路，造成最小流量阀大量泄漏无法控制。同时阀体受到短路高压水的冲刷，阀体内表面被冲坏，由于阀体腔深尺寸小，无法焊补修复，随着时间的推移，阀体减薄，造成外漏流量大。

2. 最小流量阀的工作介质为高压给水，阀体工作在大压差的节流环境下，工作条件恶劣，易汽蚀冲刷，对阀门部件的结构设计和材料要求较高。在设计上要同时兼顾处理压降、闪蒸，防止汽蚀，降低冲刷和嘈音等问题比较困难。

3. 由于该阀是下进上出结构，阀芯和阀座的密封面位于节流的末端，处于最易产生汽蚀的部位，工作条件最差。该阀的阀座与阀芯采用刚性密封，由于阀芯靠盘根导向，自动对中能力较差。当阀杆受力不均发生轻微偏移，密封面局部研磨不好或阀座安装不同心，造成阀门在关闭状态下，密封面局部发生微漏。开始时因泄漏量较小，节流孔通流面积相对泄漏间隙大得多，节流孔基本无节流作用，整个节流压差几乎全部作用在密封面上，使得此处流体的流速很大。从流体力学中的伯努利方程得知，流体在节流的缩径处静压达到。当静压低于给水温度的饱和压力时，给水汽化，产生汽蚀，密封面受到破坏。因此，这种结构设计，不仅使阀座(密封面)受到高压水的冲刷，而且还受到汽蚀的破坏，使泄漏越来越大，阀座很快损坏。
   综上所述，FCU最小流量阀在设计上有严重缺陷，而造成设置锅炉给水泵最小流量系统的设计意图很难实现

2.1　控制介质流速的设计
2.1.1　迷宫盘片层叠式设计
该阀为迷宫盘片层叠式阀门，具有特殊、复杂结构的盘片，阀体结构见图2。它利用多个盘片上的少通道、多级90度拐弯进行续步降压，每一个盘片通道都固定在阀芯内，无论阀门开度多少，高压给水通过每个通道都是限制在30 m/s以下。
2.1.2　阀塞与阀芯间隙的流量速度控制
a)迷宫盘片交替式层叠，下层盘片出口给水把上层向下流动介质速度相互降低，见图3。
b)每一盘片内圆周出口处都有堰，使四周压力平均，下层盘片出口给水不会把介质直接冲击在阀座上，如图3、图4。
c)为了避免在低流量(低阀门开度)时产生线切割现象，损坏阀座及阀塞，执行器装备一套快关控制装置，当开度低于10%时马上把阀门迅速关紧。
2.2　加压阀座设计
a)在关阀时，阀塞上的压力平衡通道给堵塞，而阀盖有小通道让阀前压力贯通阀塞上腔，大大增加金属阀塞在阀座上的力量，再加上原来的执行器力量，便把阀门关得很严密。
b)当阀杆往上升，打开阀塞上的平衡通道，它便变成平衡式，根据信号要求调节阀门开度。
c)阀座及阀塞接合面之间有3°表面角度差，关闭时，二者为线接触，把阀门关得更加严密，见图5

通过分析比较，笔者认为在锅炉给水泵最小流量阀的选型上，如选用迷宫盘片层叠式阀门，能克服FCU型最小流量阀的不足，真正很好地实现锅炉给水泵最小流量系统的设计意图。

二、电动给水再循环小流量高压调节阀应用案例工作原理

电动高压调节阀的工作原理是，通过电动执行器将控制系统发出的电信号转化为机械动力，驱动调节阀进行开关或调节。当控制系统接收到一个信号后，会根据设定值和反馈值的差异，输出一个电信号给电动执行器。电动执行器接收到信号后，会将其转化为机械动力，驱动调节阀的阀芯进行移动，从而改变调节阀的开度，实现对介质流量的调节。

现代工业设备工艺过程中，要求离心泵基本上都是在变流量的状态下工作，这就需要在工艺过程中有设置自动控制设备(离心泵保护阀)。然而离心泵在低于负荷运行时会出现过热、严重噪声、不稳定和气蚀而引起泵的损坏。这是需要一种自动再循环设备，在泵低于负荷运行时，通过旁路实现泵最小流量回流循环。不断创新与实践，开发出ZD系列自动再循环泵保护阀。用于防止各种离心泵在低于负荷运行时由于过热、严重噪声、不稳定和气蚀而引起的损坏。只要泵的流量低于一定数值，旁路回流阀的阀口就会自动的打开，以此来保证液泵所必须的最小流量。

广泛应用

化学工业、造纸业、传统电厂、钢厂、石化工业、装船/海运、环保工业、消防系统

泵的最小流量阀

最小流量阀，也称自动再循环阀、三通回流阀、泵保护阀或空排止回阀。是一种安装在给水泵出口的泵保护阀，用于防止给水泵在低于负荷运行时，由于过热、严重噪声、不稳定和气蚀而引起的损坏。只要给水泵的流量低于一定数值，阀的旁路回流口就会自动地打开，以此来保证液给水泵所必需的最小流量。

什么是泵保护阀

泵保护阀，最终目的是保护水泵。防止在低于最小流量下运行过载 过热汽化对水泵造成损坏。传统控制方式是以牺牲能源，或由复杂的控制系统组成泵的保护及控制系统。S系列自动循环是专为液体输送系统中泵旁路循环回路而设计的自力式自动循环阀。它。以巧妙的设计，简单的系统结构组成了泵的最小流量控制及保护系统——替代传统的调节保护方式

泵保护阀工作原理

• 阀芯与阀座的导轨处形成的空腔构成缓冲室，避免金属间猛烈冲击对阀门对阀门造成的损环。

• 减压旁路系统的减压级数是根据技术参数设定，可以做成单级也可以作成多级减压。

• 特殊的连杆设计克服了通常系统中在最小流量点附近运行时产生的系统震荡。

泵保护阀应用范围

电厂核电站的锅炉给水、冷却水、冷凝液设备；石油、化工工业和冷藏设备；饮用水供给、废水处理系统；海上平台的消防系统和注水泵；钢铁厂的热轧除鳞、冷却系统；装载、船舶的锅炉水泵、消防系统；造纸厂纸浆崩、造雪设备。

泵保护阀特点

1. 降低了设备的投资成本

2. 无须热闪蒸发生

3. 不须附加电源及控制信号

4. 设计简化安装方便

5. 节约能源

6. 结构紧凑自动运行，不需要执行机构

7. 维护简单

8. 失效保护开启旁路

9. 同样适用调速泵系统

   
   

10. 

锅炉给水泵最小流量阀

在电厂里，锅炉的给水循环主要靠汽动或电动给水泵将给水压力提高后输送到锅炉或反应堆进行加热并产生蒸汽，蒸汽在透平中膨胀做功后经冷凝器排热并与补充水一起再经给水泵到锅炉或反应堆。在整个循环过程中，给水泵的作用至关重要，因此保证给水泵的安全运行成为电厂的重要工作之一。给水泵本身在运行中也产生热量，特别是当给水流量由于机组运行工况所限低于某一最小值时，泵本身所产生的热量会导致工质的温度及压力急剧增加并可能引发气蚀现象，若不能有效地控制这一趋势，极有可能会导致泵的机械损坏。为避免此一状况发生，通常是在泵的下游设计另外一套循环系统，当给水流量低于某一最小值时，给水调节门逐渐关闭，工质经由这套系统排放至除氧器或冷凝器；当给水流量超高这一最小值时，锅炉给水调节门自动打开并将给水直接输送到锅炉或反应堆。在这套系统中起主要作用的，即锅炉给水泵再循环最小流量阀。

锅炉给水泵最小流量阀运行工况

由于最小流量阀只有在给水流量低于某一最小值时打开，因此该阀门在大约百分之九十左右的运行时间里是处于关闭状态，又由于某安装位置介于给水泵与除氧器或冷凝器之间，这中间的巨大压差将主要由该阀门承受，特别是在其关闭状态下，所以阀门的设计与制造必须保证阀门能满足在极其恶劣条件下的长期安全运行。

三、电动给水再循环小流量高压调节阀应用案例特点、

1. 高精度：电动高压调节阀采用电子控制技术，具有高精度的控制性能，能够实现对介质流量的精确控制。

2. 结构紧凑：电动高压调节阀设计合理，结构紧凑，体积小，重量轻，便于安装和维护。

3. 耐腐蚀：阀体、阀座等关键部件采用耐腐蚀材料制成，能够适应各种腐蚀性介质的使用环境。

4. 多种驱动方式：电动高压调节阀的驱动方式有手动控制和电动遥控两种形式，手动操作为常闭式，电动操作为常开式，可根据实际需求选择合适的驱动方式。

给水再循环系统用最小流量阀的核心技术要求如下：

1.  该阀在机组启动或低负荷工况下，需将系统多余给水回流至除氧器，以实现锅炉主给水量的精准调控，因此对阀门的调节精度与运行可靠性提出严苛要求。

2.  阀门运行过程中承受的调节压差等级较高，需具备优良的高压降耐受性能。

3.  阀门长期处于常闭工况，且关闭状态下承受的压差显著，需满足严格的严密关闭性能要求。

4.  需具备较长的服役寿命，且结构设计应适配便捷检修与维护的现场需求。
      长期以来，给水再循环小流量调节阀无论进口机型还是国产设备，均普遍存在内漏共性问题。受阀门关闭压差较大的工况影响，阀座、阀芯密封面乃至阀套等关键内件，在长期持续的冲蚀与汽蚀耦合作用下，极易发生不可逆的严重损伤。此类损伤将导致给水回流流量异常增大，迫使给水泵出口流量被动攀升，造成给水泵运行能耗显著增加；同时，阀门检修维护及备件更换需投入高额成本，给电厂带来较大的经济性负担。公司综合考虑了给水再循环系统的工况特点，开发研制出了新型最小流量阀。其结构特点: 

1.采用多级阀笼+背压笼降压结构，将高压给水平稳降压，同时密封面结构优化设计，从而防止了介质对阀内件的冲蚀，避免汽蚀发生。

2.软密封和硬密封结合，使阀门关闭时十分严密，防止阀门由于内漏导致的密封面严重损坏。

3.阀内件均能轻松地取出，十分便于维修维护。
  新型最小流量阀经在电厂(亚临界机组，超临界机组和超超临界机组)的实际使用表明: 阀门能够很好地控制节流调节流速，防止阀门出现汽蚀，能够将高压给水稳降压， 调节平稳可靠;阀门关闭严密可靠，避免了由于阀门关闭不严，高压差给水对密封面以及阀内件的严重损坏;显著地提高了阀门的使用寿命。

四、电动给水再循环小流量高压调节阀应用案例应用领域

电动高压调节阀在多个工业领域都有广泛应用，包括但不限于：

1. 石化行业：用于控制各种高压流体的输送和分配，如原油、天然气和各种石油产品。

2. 电力行业：用于控制锅炉的给水压力和汽轮机的蒸汽压力，确保发电系统的安全稳定运行。

3. 化工行业：用于控制各种化学物质的反应压力和输送压力，保证生产过程的安全和效率。

4. 冶金行业：用于控制高温高压下的金属冶炼过程，确保冶炼质量和效率。

5. 制药行业：用于控制制药过程中的各种反应压力和输送压力，保证药品的质量和安全性。

五、电动给水再循环小流量高压调节阀应用案例选型与安装

在选型时，需要考虑介质的性质、温度、压力、流量等参数，以及控制要求、环境条件等因素。同时，还需要根据具体的应用场合确定所需的压力范围、流量范围和精度要求。在安装时，应确保电动高压调节阀安装在水平管道上，并遵循相关的安装规范和操作规程。安装完成后，还需要进行调试和校准，确保阀门的运行和控制性能符合要求。

六、电动给水再循环小流量高压调节阀应用案例维护与保养

为了确保电动高压调节阀的长期稳定运行，需要定期进行维护与保养。这包括检查阀门的密封性能、清洗阀门内部的杂质、检查电动执行器的运行状况等。同时，还需要注意对阀门进行润滑和防腐蚀处理，以延长其使用寿命。

综上所述，电动高压调节阀是一种性能、应用广泛的工业控制设备。在选型、安装和维护过程中，需要充分考虑介质的特性、工作环境的要求以及安全规定等因素，以确保电动高压调节阀的正常运行和延长使用寿命。