造纸行业阀门特点.pdf

1 概述 造纸生产过程分为制浆和造纸两部分。制浆过程是将本材等含 有丰富纤维的原材料经过备料、蒸煮、洗筛、漂白等工序制成可以造 纸的浆料造纸过程将由制浆部门送来的浆料经过配浆，流送、压榨、 干燥、卷取等工序后生产出成品纸。另外碱回收部门回收制浆后排出 的黑液中的碱液，以作再用。废水处理部门是处理造纸后的废水，使 之达到国家的有关排放标准上述造纸生产的各个过程， 都少不了调节 阀对它的控制。 2 适用于造纸工业的阀门类型 对于造纸行业， 在生产中所碰到的主要介质有 浆液、 蒸汽、 水、 污水和黑液等这些介质中，除漂白工段中的浆含少量氯离子，洗筛和 碱回收部门的黑液含有碱外，其它介质少有腐蚀性。在整个生产过程 中上述介质在管道、容器中的压力一般不超过 1.6MPa。所有介质中 蒸汽温度最高，就 1.6MPa蒸汽来说，其饱和时温度为 203℃。 从上述对介质性能的分析可知， 用于生产中介质控制的调节阀不 用专门去考虑耐高温、高压、抗强腐蚀、抗爆等因素，在选型和计算 中也可略去诸如液体的闪蒸、阻塞以及高压差引起的噪声等复杂情 况。这些有利于调节阀的选择。 在其它行业应用广泛的单座、双座、套筒调节阀也适用于造纸行 业对水、蒸汽、气体的控制。而对于浆、黑液等的控制则普遍应用旋 转式的V型调节球阀、O型控制球阀及控制碟阀，这是造纸工业的特 点。 制浆造纸部门的浆液为水和纤维的混合物， 它类同于液体又区别 于液体。如将单、双座阀用于浆液，由于此类阀流路较曲折，在转角 处易将浆液中的浆挂留在该处，长期下去就会堵塞阀流通通道，最终 使阀无法开关。即使在先期阀芯能开关，但在阀座上挂结的浆纤维使 阀座、芯关闭不严，增加泄漏量。 球阀弥补了单、双座阀用在浆中的不足。球阀的流路直爽畅通， 不会产生挂浆现象。它通过对球体的旋转改变流体流通面积，使球体 和阀座产生剪切作用，切断硬物、杂物。它还具有流通量大，密封性 好，流量可调范围达 1300 等特点。球阀中，V型球阀用于对浆量 的调节，O型球阀用于对浆流量的开关控制。碱回收部门的黑液既具 有颗粒固体，又具有易结晶的化学药品，所以V、O型球阀同样也是 很理想的控制装置。 3 调节阀尺寸的选择 造纸工业中的纸浆是由液体水和固体纤维相混合的二相流， 它 不同于纯粹液体或气体的单相流。 对于单纯的液体或气体用已有的标 准计算公式就可以计算出调节阀所需的流量系数和口径， 而对于纸浆 这样的二相流，不能用标准的计算式进行计算，事实上浆液中的液体 和固体不能同时简单、准确地进行数学描述。 浆液不同于水，它们在不同流速下在管道中的压损不一样。当 流速很小时压力损失较稳定， 当流速增加时压损甚至出现一个不稳定 的值。上述情况中浆液的压损均大于水。需要说明的是，在高速时浆 液的压力损失反而低于水的压损。从浆液所具有的这种特性可知，用 计算水的标准公式来确定浆液阀流量系数是不恰当的。过去，采用粗 略的校正表明与水相比，对浆液需要较大的流量系数。 那么如何来计算浆液阀的流量系数呢经过无数次的测量从被 测数据中得出了经验校正系数，它由下面方程求出 KQ 浆/Q 水 式中，Q 浆浆液流量的实测值 Q 水与浆液相当的水流量 从测试结果发现，每种浓度的浆都有一组校正曲线。校正曲线 见图 1。 从校正曲线可知，K 值随压差的增加而增加，随纸浆浓度的增 加而减小。 从压差角度看， 控制阀上的压差对校正系数有极大的影响， 尤其在很小的压差时需很大的校正系数。对浓度而言，当浓度小于 2时，浆液状况与水相似，浓度增至 14时，不同的浆种校正系数 K 在 0.30.6 之间。所有阀径保持几乎相同的数值。系数对在造纸生 产中用的球阀、球缺阀、蝶阀等旋转型式的阀是相同的。 从上述的测试和分析看，校正系数是压降、浆液浓度和浆液种类 的函数。因此我们可以这样来考虑对浆液控制阀的计算 1.当浓度低于 2时，浆液的状况与水很相像，可用水的计算方 式来计算浆液控制阀，无须作校正。 2. 当浓度大于 2时，根据每组浆的校正曲线查出。先按上面提 到的的式了，求出相当于浆的水流量 Q 水Q 浆/K 然后用标准的液体控制阀口径计算公式来计算。 在生产实际使用中浆的浓度，浆阀的压差，总不可能固定不变 而会有上下变化， 因而让人怀疑所选调节阀流通能力是否包容了所引 起的流量变化。事实上在工程中我们选用的为 V 型调节球阀，并在 设计中根据正常工艺数据计算出的阀径让其开度在 60左右， 由于该 阀的可调比高达 1300，且它具有优良的等百分比流量特性，所以 尽管上述参数的变化引起所需流通能力的大小变化， 但该阀还是足以 适应这种变化。实际的使用也说明了这一点。 4.当选用国产阀时，除外观外，更应注意可靠性和灵敏度（如密 封性、死区） ，它表征了阀的精度和装配水平。由于国产阀有些国产 材料在性能上逊于国外材料， 所以对这类阀的耐磨性和强度也应加以 考虑。这样，我们在选定国产阀后再配上国外公司的阀门定位器，使 整个阀具有了较好的工作性能。