Pro Engineer电厂锅炉空气调节阀门设计(3)
2 锅炉二次风调节阀设计
二次风布置的恰当合理，不但能提高锅炉的热效率，而且能起到消烟除尘的效果，减少烟气中的污染颗粒和有害气体。二次风随时间波动量大，可能导致燃烧不稳定;阻力件调节阀的改变，会影响各风道的相互流量;由于通道很短，二次风得不到充分发展，出口截面速度极有可能分布不均。当气体流过传统的调节阀时，由于调节阀开口面积的突然变化会导致气体在阀门前后不平稳的流动，这种流动会带来很大的气体阻力，使得阀门的流量特性发生畸变，使阀门出风口附近出现漩涡，从而引起较大的沿程阻力。因此，设计一种比较可靠的方法，建立与流量相对应的阀门开度的关系，对于燃烧的稳定性来说，是有着非常重要的意义。二次风调节阀是二次风系统中的重要组成部分，其调节性能的好坏直接影响锅炉的运行效率及安全，所以，设计合理调节性能的二次风调节阀是十分必要。本章内容基于目前电厂锅炉中普遍使用的翻板阀所存在的问题，提出改进的方法，并全新设计了一种新型的锅炉二次风调节阀。
2.1 调节阀概述及设计依据
2.1.1 二次风调节阀概述
现阶段，用于二次风道中的调节阀主要是蝶阀，如图2.1.1所示。其流量调节特性不是很理想，主要表现为：一是蝶阀的流量调节特性为快开特性，即当蝶阀的阀门开度很小时，改变阀门的开度，其流量变化非常大。二是气体在流过蝶阀后，在阀后会形成气旋，使气体不能平稳流动，严重影响了锅炉中煤粉的充分燃烧。漩涡尺度的大小随阀门开度增大而逐渐消失，且阀门沿来流方向后端那一侧的漩涡先消失。新设计的调节阀主要是为了解决以上两个问题，力求新设计的调节阀门的流量特性接近等百分比特性，且漩涡越小越好，阀门后能形成稳定流场。
图2.1.1普通二次风门调节阀
2.1.2 调节阀的设计依据
调节阀结构型式的确定主要是根据工艺参数（温度、压力、流量）、介质性质（粘度、腐蚀性、毒性、杂质状况）以及调节系统的要求（可调节比、噪音、泄露量）综合考虑来确定。常用的调节阀有座阀和蝶阀两类，由于蝶阀的阀芯易于加工，所以选用蝶阀。调节阀的结构形式确定以后，调节阀的具体规格关系到阀的流量特性是否符合设计要求，关系到系统是否可以稳定、经济的运行。调节阀不同，其调节流量特性有很大的不同。调节阀的流量特性是指流过阀门的相对流量与阀芯相对行程的关系。一般来说，改变调节阀的阀芯与阀座间的节流面积就可以调节流量。但实际上节流面积改变的同时，还发生阀前后压差的变化，这种变化会引起流量的变化。
每种不同结构的阀门有不同的调节特性，称为阀门的固有调节特性。最常见的4种典型的流量调节特性如下：
（1）快开特性：阀门在接近闭合位置时，由于阀门开度的变化使阀门流量大大增加，相反，阀门在接近全开启位置时，流量增加较小，通常用于开关场合。
（2）直线特性：调节阀相对流量与相对开度成直线关系。可以推知，在变化相同行程情况下，阀门相对开度较小时，相对流量变化值大，灵敏度高；相对开度较大时，相对流量变化值小，灵敏度低，往往会使阀门控制性能变坏；在小开度时，放大系数相对来说很大，调节过程往往产生振荡；在大开度时，放大系数相对来说不大，灵敏度低，容易使阀门动作迟缓，调节时间延长。
（3）等百分比特性（对数特性）：其单位相对行程的变化引起的相对流量的变化与此点相对流量成正比例。阀门的放大系数随着阀门的开大而增大。在小开度时，放大系数小，工作的缓和平稳；在大开度时，放大系数大，工作的灵敏有效，等百分比特性也称对数特性，便于控制，是一种理想的流量特性。