一、减温水调节阀现状

在工业中，经常用到蒸汽来加热、发电、伴热或直接参与反应，在生活中要用蒸汽来取暖等。而蒸汽锅炉产生的蒸汽是具有一定压力和温度的，使用时往往要求不同参数的蒸汽压力和温度，所以需要对其减温减压。减温水调节阀是蒸汽调温、调压中关键的控制阀之一。其工作性能好坏直接影响蒸汽的减温效果。如果调节不当，可能导致温度过高或过低，影响系统效率和安全。正确操作该阀门是确保蒸汽品质、节能和系统稳定运行的关键。

目前，减温水调节阀存在两个关键技术难点：

1、阀前阀后压差较大，根据不同使用场合压差在1～14Mpa之间。在高压差工况下，减温水在阀中会对阀内件产生汽蚀和冲刷等损坏，使阀的密封面丧失关闭功能，造成漏流量过大，使蒸汽温度控制困难。如果长期漏流量过大，就会影响机组效益，造成能源消耗浪费。

2、减温水调节系统中系统的流阻对减温水调节阀流量特性影响很大，往往使减温水调节阀流量特性发生畸变。一台在实验室测试中流量特性为直线型的调节阀，用在减温水系统中可能变为快开型的，造成喷水量无法调节。即使是理想的等百分比流量特性，在实际工况下也畸变为快开型。原因是管路系统的阻力对调节阀流量影响非常大。当阀门处于小开度时，系统的压降绝大部分作用在阀门上，这样就使阀门的流量调节性能大大降低，超出我们预期的要求。

3、工艺对阀门的可控流量范围大。阀门很难同时兼顾大流量和小流量高精度调节。例如，蒲城某能源有限公司减温水调节阀的正常流量范围在0-5t/h，因某些特殊情况，最大流量可达19t/h。最大流量与最小流量的比值超过38倍。

要生产出合乎要求的减温水调节阀，必须解决上述关键技术难点，设计出一种合理有效的结构，既能防止汽蚀和冲刷损坏，又能有合乎使用要求的工作流量特性。随着人们在生产实践中总结经验和对减温水调节阀不断探索、研究，目前也取得了很好的效果。概括起来在减温水领域比较能用的阀门结构有多级节流调节阀、迷宫叠片式调节阀和环流对冲调节阀等。

多级节流调节阀，采用多级节流的阀芯和阀座，使入口高压力通过调节阀进行多级降压，并使介质流速减慢，以防止汽蚀和冲刷。常用的有三级和四级，该结构效果不太理想，阀前阀后压差不能太大。在压差超过6.0MPa时，阀门冲刷、空蚀破坏仍然很严重。 

迷宫叠片式调节阀，该种阀门的套筒（阀笼）是由数片盘片叠加结合而成的一个整体，每一盘片上开有多道曲折拐弯的沟槽，作为流体通道。流道的形状仿佛迷宫一般。该阀门通过迷宫式的曲折流道使水流速度大为减缓，并将流速控制在一个合理的范围，这样就可以有效减轻或防止汽蚀和冲刷，达到延长寿命的目的。但是此种结构，对于大流量要达到使用要求一般比较容易，要使小流量达到可调，有一定的技术难度。

环流对冲式调节阀是21世纪发明研制出的新产品。在抗冲蚀和空蚀上效果比较理想。迷宫式盘片是在圆片上加工数道各自独立的沟槽（如下图所示），沟槽路径是曲折多弯的。通过十几次甚至几十次改变流体方向，达到增加阻力和逐步降压，可以防止在降压过程中产生空化和汽蚀。

以上三种阀门结构都在一定程度上解决了减温水调节阀冲刷、气蚀的技术问题，延长了阀门使用寿命。从结构本身来看，它们均有一个共同的特点，就是均是在单座阀结构上对流道进行的改进。在最大流量与最小流量范围不大的情况下，可以满足使用工况的需要。但是作为减温水调节阀，往往需要很大的流量调节范围，加之蒸汽管路压力波动和管道振动是无法避免，更是降低了阀门的调节精度。甚至在某系工况上，阀门满足了正常流量可调，却不能满足最大、最小流量可调。如果调节阀开度过小，注入的水量不足，无法达到理想的减温效果；相反，如果开度过大，则有可能导致水量过多，造成温度过低或影响蒸汽品质。如果调节阀没有恰当地调整注水量，可能会导致能源浪费，因为系统需要消耗更多的能量来补偿调节的不当。

二、多级降压式滑板阀运用案例分享

鉴于当前减温水调节阀所面临的挑战，特别是在高压差环境下阀门容易出现内部泄漏，以及其调节性能尚未达到工艺的要求，使用寿命与预期值之间有显著差异等技术难题。重庆川武仪表有限公司在解决蒲城某清洁能源公司减温水调节阀问题时另辟蹊径，提出了一款新型的直通型多级降压的阀门结构——多级降压式滑板。阀门自2021年安装以来，不仅使用寿命是原进口阀的数倍，而且在大范围流量调节精度方面实现了38:1的高精可调。以下是阀门参数及安装图片：

公称口径：DN32

公称压力：1500LB

阀前压力：14.0MPa 

阀后压力：2.8MPa

工作压差：11.2MPa

正常流量：0.5～5t/h

最大流量：19t/h

原阀存在问题：冲刷、空蚀非常严重，阀门使用寿命很短，内漏和调节性能不能满足工艺要求。

结构改进后使用效果：使用多级降压式滑板后阀门使用寿命大幅提高，至目前已是进口阀门的数倍，调节精度和稳定性能显著提高。

滑板阀采用介质直流式，阀门启闭方向与介质流向垂直，利用滑板（动板）与阀座（静板）上开设的节流孔来实现阀门启闭。滑板与阀座一直保持紧密贴合状态，调节动作时，只需执行器改变滑板与阀座的相对位置即可实现。滑板与阀座的密封力源自阀前介质压力本身，阀前压力越大，密封力越大。阀座节流孔由多个曲折的小孔组成，根据阀前后的压差来确定小孔弯折的次数。介质通过在弯折行进中逐级降低压力至阀后。这个结构设计的好处在于：一方面阀门调节过程无介质不平衡力的影响，阀位仅能通过执行器输出才能改变，即使是介质压力波动或者管道振动均不能改变阀位，可实现高精度的大范围流量调节；另一方面，介质压力帮助密封，阀板与阀座一直牢牢贴合，可轻松持久实现ANSI B16.104 VI级及以上泄漏等级；另一方面，多级降压的结构设计，降低了介质冲刷、空蚀的能量；最后，阀门密封面采用远离空蚀部位设计，大大延长了阀门密封和使用寿命。