氣動疏水閥沖蝕工況數值模擬及結構優化

徐亮亮，王正東，于新海，曾 聰

(華東理工大學 承壓系統與安全教育部重點實驗室，上海 200237)

氣動疏水閥沖蝕工況數值模擬及結構優化

徐亮亮，王正東，于新海，曾 聰

(華東理工大學 承壓系統與安全教育部重點實驗室，上海 200237)

采用Eulerian-Lagrangian多相流模型對Y型氣動疏水閥的內部流場進行了模擬分析。通過將模擬結果與現場運行的閥門的實際狀況進行對比驗證了模擬的準確性。研究發現閥門密封處液滴速度大于破壞閾值速度，此處沖蝕損傷嚴重。為減低閥門沖蝕損傷，提出通過閥內流體中液滴對撞來降低液滴速度方法。基于此思想，在疏水閥密封封面前加裝節流套裝置。發現液滴速度下降了52%，沖蝕損傷大幅下降且位置遠離密封面，但質量流量下降到無節流裝置的56.5%。為了提高質量流量，進而提出采用循環對流式迷宮式盤片組件作為閥芯的設計。模擬計算發現閥門液滴最大速度為78.6 m/s，僅為無盤片閥門的46%，同時的質量流量為未加盤片閥門的78.2%。采用循環對流式迷宮式盤片組件作為閥芯的疏水閥適用于沖蝕嚴重的工況。

疏水閥；CFD；沖蝕；數值模擬

1 前言

對于火電機組啟停過程中，高溫蒸汽與主蒸汽金屬管壁接觸時，凝結產生的水需及時排出，否則將引起沖蝕破壞[1]。蒸汽疏水閥是進行排水的主要設備[2，3]，它的質量直接影響到機組的安全運行和經濟性[4]。于海波等采用CFD軟件，建立了兩相流模型，利用模擬計算說明了閃蒸現象對再熱器疏水閥造成的危害與影響，討論了減小閃蒸破壞的方法及預防手段[5]?！?br>