高溫蒸汽安全閥工作特性研究.pdf

1、安全閥是各類承壓設備上不可或缺的安全附件，對設備起到超壓保護的作用。以蒸汽為介質(zhì)的安全閥工作環(huán)境尤為嚴苛，其工作性能易受高溫的影響而發(fā)生變化，對此目前尚無系統(tǒng)的方法來定量計算。對于高溫蒸汽安全閥，許多科研人員在研究其工作性能時往往以常溫高壓空氣來代替高溫高壓蒸汽，因而所得結(jié)論的正確性有待進一步驗證。針對以上問題，本文采用CFD數(shù)值模擬和理論計算結(jié)合的方法，開展了以下三個方面的研究工作，具體內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　1.根據(jù)A48Y-4

2、0彈簧全啟式蒸汽安全閥的真實結(jié)構(gòu)和尺寸，建立三維仿真模型。針對不同工況，應用ANSYS FLUENT計算安全閥在起跳前和泄放時形成的溫度場。結(jié)果表明，不同工況下安全閥上的溫度場形態(tài)較為類似，通過分析得出了閥上溫度分布的一般規(guī)律，為研究高溫對閥門性能的影響提供基礎。
　　2.針對高溫造成的整定壓力偏差難以定量計算的問題，提出了一種適于工程應用的整定壓力修正方法。根據(jù)閥上形成的溫度分布，分別對彈簧剛度和壓縮量進行修正，再用修正后的數(shù)據(jù)

3、計算得高溫工況下的真實整定壓力。
　　3.采用IPAWS-IF97中的真實物性數(shù)據(jù)，對不同過熱度蒸汽的穩(wěn)定泄放階段進行數(shù)值模擬。將模擬所得的額定排量值與按標準公式計算的結(jié)果進行對比，發(fā)現(xiàn)兩者一致性較好;使用相同技術(shù)研究安全閥排量隨閥瓣開高的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)開高為0.25倍喉徑時排量并未達到最大值。為了充分利用安全閥的泄放能力，建議調(diào)整閥瓣最大開高為0.34倍喉徑，并給出了對應此開高的一系列過熱修正系數(shù);通過研究不同背壓下的安全閥流場