黑水調節(jié)閥閥體結構比較

閥門專家

黑水調節(jié)閥閥體結構比較

1. 引言
黑水調節(jié)閥是一種適用于對煤化工行業(yè)煤氣化過程中，從氣化爐底部和洗滌塔進入高壓閃蒸罐，以
及從高壓閃蒸罐底部到真空閃蒸罐這一過程中所要用到的對黑水介質的壓力、流量進行控制的調節(jié)閥[1]。

這些介質含有氯離子、氨、鉀鹽、硫化氫或磷酸等強腐蝕介質，并且閥門前后壓差大[2]。面對這種
高壓差、腐蝕、閃蒸工況，普通的閥門使用壽命普遍都偏低。系統(tǒng)中高溫熱水器、低溫熱水器和真空閃
蒸罐進口工藝管道、閥門多次出現(xiàn)腐蝕、穿孔的現(xiàn)象，給正常生產帶來了極大的困難。嚴重時這些部位
的管道、閥門使用不到7~10 天就出現(xiàn)穿孔，需頻繁地被動堵漏、焊補[3]。

目前，針對這種調節(jié)閥腐蝕失效機理、硬化處理等方面均有所研究，但是從流體力學的角度對產品
結構的研究鮮有論述。本文擬在閱讀相關論文、專利等資料的基礎上，將常見的黑水調節(jié)結構分類建模
并采用專業(yè)的CFDesign 軟件進行模擬，從流體力學角度探討這幾種結構的特點。為該產品的開發(fā)提供幫
助，并確立黑水調節(jié)閥閥體軟件模擬和評估的方法。

2. 模型的分類
如下圖，模型A(圖1)閥體為帶有斜面的球形空腔，斜面設置在閥體的進液口處，閥門采用整體結構，
在填料下部設置導向套對閥芯進行導向。模型B 和C 的閥門結構相同(見圖2)，閥體呈腰鼓型，閥體的
內腔分割為上下兩腔，上下腔通過平衡孔連接。在閥腔中部設計導向套，對閥芯進行導向。兩個模型的
區(qū)別在于閥體的進口流道：模型B 的閥體進口流道正對閥芯，流道和閥芯的回轉中心呈對稱設計。模型
C 的閥體進口流道中心和閥芯的回轉中心存在偏心E，詳細的剖面情況請見圖3[4]-[6]。

3. 數(shù)學模型
黑水調節(jié)閥流場的介質為水，選擇流動模型為三維不可壓縮粘性流動，采用不可壓縮流動的雷諾時
均方程組與k-ε 湍流模型構成封閉的方程組求解。

1) 不可壓縮流體連續(xù)性方程：

詳情下載附件內容。