[發明專利]大流量煤氣壓力調節閥

有效

• 申請號: 200710016458.6
• 申請日: 2007-08-09
• 公開（公告）號: CN101105238A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: 王勇;劉延俊;謝玉東;孔祥甄
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: F16K17/00
• 分類號: F16K17/00;G05D16/18
• 代理公司: 濟南圣達專利商標事務所
• 代理人: 李健康

一、技術領域

本發明專利屬于機械制造領域，特別涉及到大流量流體壓力控制的調節裝置。

二、背景技術

鋼廠循環發電工程采用的燃氣輪發電機組，要求輸入的煤氣壓力穩定，煤氣的穩壓目前均采用壓力調節閥實現。煤氣壓力波動大，會引起嚴重的喘振。為防止喘振，壓力調節閥必須能夠快速響應，快速打開或關閉。輸入每臺燃氣輪機的焦爐和高爐混合煤氣供給量約90000立方米/小時，管道直徑可達φ1400mm，調節閥開啟關閉行程較大。在如此大流量下，通過普通的大型壓力調節閥，實現壓力穩定、實現快速響應是十分困難的，主要原因是由于動態響應慢、滯后。壓力不穩定，是導致發電設備停機的重要原因和隱患。

傳統大型壓力調節閥響應慢且響應滯后，不能適應循環發電工程中大流量煤氣的壓力穩定。調節閥響應時間主要取決于執行機構。常用的執行機構有氣動和電動執行機構。氣動執行機構采用壓縮空氣或氮氣作動力源，抗偏離能力差，不適于快速響應和大的執行機構。電動執行機構由電機、減速齒輪箱、控制箱等組成。由于電機要經過減速，執行機構速度甚至比氣動執行機構還要低。當實現大的推力時，電動執行機構體積龐大，而且其封閉的結構會產生熱，安全性降低。執行機構特性影響整個系統的動態特性和動態響應時間。壓力調節閥響應滯后則主要取決于系統的滯環特性，即死區的影響，摩擦是影響死區的主要因素之一。

三、發明內容

本發明的主要目的是采用液壓驅動的執行機構，提高大型壓力調節閥動態響應時間，消除響應滯后，使其適用于大流量流體的壓力控制。

本發明是通過以下技術方案實現的：

大流量煤氣壓力調節閥，包括閥體、閥芯、支架、液壓缸、方向控制閥、油箱和計算機控制系統，其液壓缸的活塞通過活塞桿與閥芯連接，液壓缸的輸入接頭和輸出接頭分別與方向控制閥和油箱相連接，方向控制閥連接計算機控制系統。液壓缸的活塞內設有高頻顫振器，高頻顫振器通過支架部位的活塞桿內腔的電線與計算機控制系統連接，支架的下端與活塞桿連接部位設有外泄腔，外泄腔與閥芯上部的煤氣腔連通。閥芯內設有壓力平衡腔，將閥芯的底部與頂部連通。

所述大流量煤氣壓力調節閥設計特點在于調節閥采用液壓執行機構。液壓缸的活塞通過活塞桿與閥芯連接，液壓缸的輸入接頭和輸出接頭分別與方向控制閥和油箱相連接，使液壓缸驅動閥芯上下移動。液壓缸由計算機控制系統控制，這樣可以發揮電器的響應速度快，液壓輸出力大的優點，也可實現閥的快速響應，提高閥的可靠性。

所述大流量煤氣壓力調節閥設計特點在于液壓缸驅動可以間歇工作。當輸入信號與調節閥開度平衡時，液壓缸驅動停止工作，不需電能來維持該平衡位置。液壓缸驅動系統間歇工作可以節能，延長系統的壽命，實現超長時間穩定運行，提高的可靠性。

所述大流量煤氣壓力調節閥設計特點在于調節閥帶有高頻顫振機構。高頻顫振機構與活塞連接，并通過電線與計算機控制系統連接。高頻顫振機構可以產生頻率、幅值、顫振信號方向和信號形式可變的高頻顫振。高頻顫振機構可以改變系統摩擦，消除摩擦力產生的滯后。

所述大流量煤氣壓力調節閥閥芯中帶有壓力平衡腔，高壓流體同時作用在閥芯的頂部和底部，消除了大部分靜態不平衡力，并具有一定的阻尼作用，減小流體流動引發的振動等擾動的影響。

所述大流量煤氣壓力調節閥閥芯為多級降壓閥芯，以降低調節閥噪聲，防止高壓差時流體閃蒸和空化使閥芯和閥座損傷。

所述大流量煤氣壓力調節閥設置外泄腔，外泄腔與低壓的煤氣混合腔連通，防止造成煤氣“跑”、“冒”、“滴”、“漏”，避免物料的浪費和污染環境。由于閥桿直接由同處于高壓環境下的壓力平衡腔中穿過閥體壁，雖然調節閥設置有要求較高的往復式動密封結構件，也難于長久避免泄露。

所述大流量煤氣壓力調節閥具有焦油堵塞智能自診斷系統。可以通過檢測調節閥的壓力、氣量或振動信號，診斷調節閥系統是否存在故障，確定合理的停機檢修時機。通過檢測調節閥的壓力、氣量，分析調節閥的狀態。根據大型壓力調節閥的狀態，實現零點和行程的自動調整，優化響應靈敏度，消除其影響。

本專利涉及的大型智能煤氣壓力調節閥，特別適用于鋼廠循環發電工程中煤氣壓力的調節控制，也能夠適合用于火力發電、核電、化工等流體的調節。

四、附圖說明

圖1為大流量煤氣壓力調節閥結構示意圖；

圖2液壓缸部件示意圖；

圖3顫振機構示意圖；

圖4支架部件示意圖；

圖5閥芯結構示意圖；

圖6液壓控制示意圖；