高压二氧化碳压缩机气阀改型：WG 型气阀连续运行 8,000 小时以上无故障
山东某化工企业的6MD32(3)-195/220型二氧化碳压缩机，存在气阀运行周期短、机组能耗大等问题。荣德RONDER根据该机组的高压工况开展气阀改型，以五级气阀为例，选用WG型气阀和30Cr13阀片，完成动态计算、工程图设计与校核。改型后，气阀连续无故障运行时间8,000小时以上。
本案例说明五级气阀如何兼顾通流能力与阀片撞击。
改型需求：兼顾运行可靠性与气阀通流能力
客户希望通过气阀改型改善原有运行表现。本次设计以提高通流能力、降低阀片撞击力为重点，以延长气阀运行周期并减少阀损。
多级二氧化碳压缩机的气阀配置因级而异，本案例为五级气阀，阀型、材料和动态计算均围绕该级工况展开。
高压气阀设计需要关注什么？
通流能力和阀片运动是本次设计的重点：
通流面积与流道结构。 气阀的有效通流面积与几何通道、升程及流量系数有关。评估通流能力时，应检查气流经过的限制部位，以及流道形状对阻力的影响。
阀片开闭与撞击。 气阀依靠压差自动开启和关闭。动态分析可用于检查开闭时序、颤振及撞击速度；迟闭可能降低输气能力并增大撞击速度。
升程与弹簧匹配。 较大的升程可以增加阀隙通流面积，也可能提高阀片撞击速度。升程、弹簧配置和运动件参数需要结合具体工况共同确定。
图1：通流与运动校核要点。
WG型气阀选型与改型过程
1. 根据五级工况选择阀型与阀片材料
本项目针对二氧化碳介质和高压工况，选用通流能力较强、阀片撞击力较低的WG型气阀，并在五级气阀方案中采用30Cr13阀片。
2. 进行气阀动态计算
确定阀型后，荣德RONDER开展气阀动态计算，将选型方案与机组工况相匹配。动态计算用于判断阀片在工作循环内的运动表现，为结构参数的确定提供依据。
3. 绘制工程图并校核
完成动态计算后，项目进入工程图绘制与校核，将选定的阀型和参数落实到气阀结构。
对在用机组改型，图纸校核还会看安装接口、装配关系和密封配合，请提供可共享的尺寸和图纸。
图2：本案例 WG 型气阀改型流程与运行结果。
现场运行结果
改型后的气阀连续无故障运行时间8,000小时以上。
不同工况的选型思路，可结合二氧化碳压缩机WD型气阀改型案例和低压氯甲烷压缩机WP型气阀改进案例阅读。
向荣德RONDER提交气阀改型需求
如需评估高压二氧化碳压缩机的气阀改型，可将机型、运行工况和主要问题发送至sales@ronder-valve.com，并尽量提供：
- 压缩机型号、气阀所在级次及吸气阀或排气阀位置；
- 介质组成、该级吸排气压力和温度、运行转速及负荷变化；
- 当前气阀类型、运行时间、更换原因和可共享的故障件照片；
- 可共享的安装尺寸或气阀图纸，以及配套设计或在用设备改造需求。
压力请注明表压或绝压。资料不全时，先发机型、级次和问题简况即可。
延伸阅读
- Claudio Vaglini. Compressor Valves. EFRC Training Workshop，2015。参见Valve Dynamics、Valve Efficiency与Valve Reliability。