[发明专利]大流量煤气压力调节阀

说明书

一、技术领域

本发明专利属于机械制造领域，特别涉及到大流量流体压力控制的调节装置。

二、背景技术

钢厂循环发电工程采用的燃气轮发电机组，要求输入的煤气压力稳定，煤气的稳压目前均采用压力调节阀实现。煤气压力波动大，会引起严重的喘振。为防止喘振，压力调节阀必须能够快速响应，快速打开或关闭。输入每台燃气轮机的焦炉和高炉混合煤气供给量约90000立方米/小时，管道直径可达φ1400mm，调节阀开启关闭行程较大。在如此大流量下，通过普通的大型压力调节阀，实现压力稳定、实现快速响应是十分困难的，主要原因是由于动态响应慢、滞后。压力不稳定，是导致发电设备停机的重要原因和隐患。

传统大型压力调节阀响应慢且响应滞后，不能适应循环发电工程中大流量煤气的压力稳定。调节阀响应时间主要取决于执行机构。常用的执行机构有气动和电动执行机构。气动执行机构采用压缩空气或氮气作动力源，抗偏离能力差，不适于快速响应和大的执行机构。电动执行机构由电机、减速齿轮箱、控制箱等组成。由于电机要经过减速，执行机构速度甚至比气动执行机构还要低。当实现大的推力时，电动执行机构体积庞大，而且其封闭的结构会产生热，安全性降低。执行机构特性影响整个系统的动态特性和动态响应时间。压力调节阀响应滞后则主要取决于系统的滞环特性，即死区的影响，摩擦是影响死区的主要因素之一。

三、发明内容

本发明的主要目的是采用液压驱动的执行机构，提高大型压力调节阀动态响应时间，消除响应滞后，使其适用于大流量流体的压力控制。

本发明是通过以下技术方案实现的：

大流量煤气压力调节阀，包括阀体、阀芯、支架、液压缸、方向控制阀、油箱和计算机控制系统，其液压缸的活塞通过活塞杆与阀芯连接，液压缸的输入接头和输出接头分别与方向控制阀和油箱相连接，方向控制阀连接计算机控制系统。液压缸的活塞内设有高频颤振器，高频颤振器通过支架部位的活塞杆内腔的电线与计算机控制系统连接，支架的下端与活塞杆连接部位设有外泄腔，外泄腔与阀芯上部的煤气腔连通。阀芯内设有压力平衡腔，将阀芯的底部与顶部连通。

所述大流量煤气压力调节阀设计特点在于调节阀采用液压执行机构。液压缸的活塞通过活塞杆与阀芯连接，液压缸的输入接头和输出接头分别与方向控制阀和油箱相连接，使液压缸驱动阀芯上下移动。液压缸由计算机控制系统控制，这样可以发挥电器的响应速度快，液压输出力大的优点，也可实现阀的快速响应，提高阀的可靠性。

所述大流量煤气压力调节阀设计特点在于液压缸驱动可以间歇工作。当输入信号与调节阀开度平衡时，液压缸驱动停止工作，不需电能来维持该平衡位置。液压缸驱动系统间歇工作可以节能，延长系统的寿命，实现超长时间稳定运行，提高的可靠性。

所述大流量煤气压力调节阀设计特点在于调节阀带有高频颤振机构。高频颤振机构与活塞连接，并通过电线与计算机控制系统连接。高频颤振机构可以产生频率、幅值、颤振信号方向和信号形式可变的高频颤振。高频颤振机构可以改变系统摩擦，消除摩擦力产生的滞后。

所述大流量煤气压力调节阀阀芯中带有压力平衡腔，高压流体同时作用在阀芯的顶部和底部，消除了大部分静态不平衡力，并具有一定的阻尼作用，减小流体流动引发的振动等扰动的影响。

所述大流量煤气压力调节阀阀芯为多级降压阀芯，以降低调节阀噪声，防止高压差时流体闪蒸和空化使阀芯和阀座损伤。

所述大流量煤气压力调节阀设置外泄腔，外泄腔与低压的煤气混合腔连通，防止造成煤气“跑”、“冒”、“滴”、“漏”，避免物料的浪费和污染环境。由于阀杆直接由同处于高压环境下的压力平衡腔中穿过阀体壁，虽然调节阀设置有要求较高的往复式动密封结构件，也难于长久避免泄露。

所述大流量煤气压力调节阀具有焦油堵塞智能自诊断系统。可以通过检测调节阀的压力、气量或振动信号，诊断调节阀系统是否存在故障，确定合理的停机检修时机。通过检测调节阀的压力、气量，分析调节阀的状态。根据大型压力调节阀的状态，实现零点和行程的自动调整，优化响应灵敏度，消除其影响。

本专利涉及的大型智能煤气压力调节阀，特别适用于钢厂循环发电工程中煤气压力的调节控制，也能够适合用于火力发电、核电、化工等流体的调节。

四、附图说明

图1为大流量煤气压力调节阀结构示意图；

图2液压缸部件示意图；

图3颤振机构示意图；

图4支架部件示意图；

图5阀芯结构示意图；

图6液压控制示意图；