抗冲蚀调节阀流量特性分析与测试
调节阀又称为控制阀，是控制系统的重要组成部分。根据控制系统发出的指令信号改变汽轮机蒸汽调节阀开度以及汽轮机的进汽量，从而实现汽轮机功率的调整。为满足汽轮机调节特性要求，阀门通流面积与开度之间应保持一定的变化规律。
汽轮机调节阀长期处于高温、高压状态，工作条件十分恶劣，特别在低负荷工况下调节阀承受的压差巨大，极易造成阀门零部件的冲蚀。为改善调节阀工作状态，减小汽流带来的冲击，通常可采用多级降压式的结构，如多层套筒式、多级阀芯式等，以提高调节阀的抗冲蚀性能，延长设备的使用寿命。
1 抗冲蚀调节阀的结构与工作原理
某汽轮机采用节流调节方式，蒸汽调节阀为套筒式结构，由于长期处于低负荷工况运行，滑阀冲蚀现象较为严重。
根据汽轮机使用要求，蒸汽调节阀应能够实现：
（1）在高压差、小流量工况时具有良好的抗冲蚀性能。
（2）在大流量工况下具有较小的压降，减小汽轮机进汽压力损失。
（3）调节阀流量特性曲线光滑连续，满足机组调节需求。
为使蒸汽调节阀满足上述功能要求，对其采用了分段设计，结构见图1。
图1 改进的蒸汽调节阀结构示意图
调节阀采用套筒式结构，蒸汽由阀体底部进入，经调节阀节流后由侧面流出。调节机构由鼠笼和套筒组成：鼠笼结构用于阀门小开度时（30%流量以下）高压差工况的调节；套筒采用一定型线的窗口，用于大流量工况（30%流量以上）的调节。
鼠笼结构采用小孔多级节流形式，共分为五级，各级小孔的直径和数量均有不同，通流面积从*级至zui后一级逐渐增大。 高压蒸汽从阀体进入鼠笼后，由内圈向外圈逐级膨胀，zui后流出调节阀；*级鼠笼小孔布置于滑阀底部，当调节阀开启时，可使*级与第二级鼠笼通流面积同时变化；为满足汽轮机调节需求，*级鼠笼小孔分多排布置，数量由上至下逐渐增多，使调节阀通流面积与开度呈等百分比变化。
2 调节阀流量特性计算
2.1 调节阀流量特性的计算
蒸汽调节阀流量特性计算参数主要包括：
（1）不同开度下套筒及鼠笼结构总通流面积：
（1）
（2）调节阀流量公式：
（2）
式中：p0为调节阀阀前压力；υ0为调节阀阀前蒸汽质量体积；Φ为阀门流量系数βυ为彭台门系数。
（3）彭台门系数公式：
（3）
式中：ε为调节阀前后蒸汽压比；εc为蒸汽的临界压比。
