主蒸汽管道减压阀方案设计
时间:2019-01-31 阅读:2488
主蒸汽管道减压阀方案设计通过分析以及使用经验,将工厂主管道蒸汽减压三个方案进行分析比较,从而选用合适的方案,达到的减压稳压效果。根据使用要求选定减压阀的类型和调压精度,再根据所需大输出流量选择其通径。决定阀的气源压力时,应使其大于输出压力0.1MPa。减压阀一般安装在分水滤气器之后,油雾器或定值器之前,并注意不要将其进、出口接反;阀不用时应把旋钮放松,以免膜片经常受压变形而影响其性能。首先根据使用要求选定减压阀的类型和调压精度,再根据所需大输出流量选择其通径。决定阀的气源压力时,应使其大于输出压力0.1MPa。减压阀一般安装在分水滤气器之后,油雾器或定值器之前,并注意不要将其进、出口接反;阀不用时应把旋钮放松,以免膜片经常受压变形而影响其性能。
安装蒸汽减压阀之前必须对管路系统进行冲洗清理。以防焊渣,氧化皮等赃物流入阀内,破坏蒸汽减压阀的密封面,影响阀门正常工作。
蒸汽减压阀应安装在便于操作和维修的地方,并且必须倒立安装在水平管道上,应注意使管路中介质的流向球阀、水力控制阀与阀体上箭头所示方向一致,切勿反装。蒸汽介质阀门一定要倒着安装,配带过来的冷凝器必须高于执行机构,这样执行机构里便可以充满冷凝器,起到保护膜片的作用。延长使用寿命。
蒸汽减压阀在安装使用时,应把冷凝器里加满冷水,把旁通管道的截止阀打开,排除管路中的冷凝水和汽水的混合物,以防减压阀开启时产生水圾现象损坏减压阀,当无异常现象后,按顺时针方向缓慢旋转调节螺钉,将出口压力调至所需的压力(以阀后表压为准),调整后,将锁紧螺母背紧,拧上防护罩。减压阀前应安装过滤器,以防介质中的杂物进入减压阀,影响其性能。安装的减压阀前后应有一段直管,阀前的直管长度约为600毫米,阀后的直管长度约为1毫米。一般减压阀都要求进出口压差必须≥0.2Mpa。减压阀通常有DN15~DN400等多种规格,阀前、后的工作压力分别为<1MPa和0.1~0.5MPa,调压范围误差为±5%~10%。
主蒸汽管道减压阀方案设计的基本性能
(1) 减压阀调压范围:它是指减压阀输出压力P2的可调范围,在此范围内要求达到规定的精度。调压范围主要与调压弹簧的刚度有关。
(2) 减压阀压力特性:它是指流量g为定值时,因输入压力波动而引起输出压力波动的特性。输出压力波动越小,减压阀的特性越好。输出压力必须低于输入压力—定值才基本上不随输入压力变化而变化。
(3) 减压阀流量特性:它是指输入压力—定时,输出压力随输出流量g的变化而变化的持性。当流量g发生变化时,输出压力的变化越小越好。一般输出压力越低,它随输出流量的变化波动就越小。
主蒸汽管道减压阀工况概述:
由于工厂生产工艺的需要,蒸汽是*的工艺介质,需要从电厂输入蒸汽,因电厂到工厂的距离较远存在压力波动较大的情况以及工厂在实际使用的流量波动范围较大,因此在进入工厂的蒸汽主管道压力进行减压稳压。
解决以上问题经常采用以下两个方案,方案一是采用自力式压力调节阀,方案二是采用气动调节阀。
方案一 :一台自力式压力调节阀进行蒸汽减压稳压
管道配置:1、 ZZY型自力式压力调节阀 2、截止阀 3、储气罐 4 、安全阀
方案一 采用自力式压力调节阀,因简单方便,维护量小,特别是在现场能适用在无电无气的场合,因此在蒸汽减压的系统中得到了广泛的应用,见以下特点:
1 压力设定点可在压力调节范围内现场调节;
2 阀体部分与执行机构采用模块化设计,可根据现场要求变化更改执行机构或弹簧,实现压力调节范围在一定范围内快速更换;
3 ZZYP自力式压力调节阀一般采用波纹管作为压力平衡元件,阀前、后压力变化不影响阀芯的受力情况,大大加快阀门的响应速度,从而提高阀门的调节精度;
4 ZZYM自力式压力套筒调节阀采用了自平衡型双密封面阀芯作为节流件,介质应清洁无颗粒状杂质,适用于压降较大,阀门口径不大,泄漏量要求不高的场合;
5 ZZYN型自力式双座调节阀采用了自平衡型双密封面双座阀芯作为节流元件,适用于阀门口径较大的场合;
6 膜片式执行机构采用橡胶膜片作为压力检测元件,刚度小,灵敏度高,反应迅速,调节精度高,适用于控制压力≤0.6MPa;
7 活塞式执行机构采用气缸活塞作为压力检测元件,适用于控制压力较高的场合,压力设定值≥ 0.6MPa;
8 波纹管执行机构采用波纹管作为压力检测元件,适用于高温等较恶劣工况的场合。
采用自力式压力调节阀方案中应特别注意以下几个关键点,也是实际应用使用不当经常出现的问题:
序号 | 注意点 | 作用 | 使用不当产生后果问题 |
1 | 阀后应安装储气罐 | 可起到缓冲稳压的作用 | 当流量变化时, 产生压力较大的波动现象。 |
2 | 减压阀后应安装过压保护装置 | 防止阀门被打坏 | (即安全阀),防止因阀后流量接近为零而导致压力上升,对自力式压力调节阀打坏现象。 |
3 | 安全阀的设定压力不可接近工作压力 | 防止安全阀起跳频繁 | 流量过小时,导致自力式压力调节阀趋向关闭,而产生安全阀起跳频繁。 |
4 | 因尽量减小自力式压力调节阀填料密封处的摩擦力, | 防止因摩擦力过大而产生阀门反应滞后现象。 | 导致阀后安全阀起跳频繁或压力过低现象。 |
方案二 采用一台气动调节阀,特点是调节精度比自力式压力调节阀要高的多,但成本和维护要求较高。
方案二 一台气动调节阀控制
管道配置:1、截止阀 2、气动调节阀(附带定位器) 3、安全阀 4 、压力变送器 5、控制台(过程控制器)
压力变送器根据测定的压力反馈4-20ma.DC电流信号,在控制台中与设定值比较,当两者之差达到一定数值后,控制台向气动调节阀发出调节信号。而气动调节阀的执行机构按此信号,使阀杆带动阀芯产生位移,改变通过调节阀的流量,直到测试点压力达到要求.从而达到自动调节压力的目的。
调节阀的结构根据工艺条件基本上为单座、套筒、双座、笼式单座、套筒单座以及低噪音结构。
以上两种方案是工厂的常用的两种方案,但在实际应用当中阀后的流量变化较大,特别是在蒸汽用量很小时,即阀门的开度很小,阀门在小开度情况下不是很稳定,容易出现阀门震荡。解决方案:在此情况下建议用方案三,采用两个气动调节阀并联。
方案三 采用两台气动调节阀并联进行同向分程控制:
1、截止阀 2 、 A阀(气动调节阀附带定位器和空气过滤减压器) 3、安全阀 4 、压力变送器 5、控制台(过程控制器) 6 、B阀(气动调节阀附带定位器和空气过滤减压器)
A阀接收调节仪4~12.5mA时阀门从关闭至全开,B阀接收调节仪11.5~20mA时阀门从关闭至全开,这两台阀门通过两只通向作用的定位器实现。工况在小流量时,B阀处于关闭状态,通过A阀的开度变化来实现。工况在大流量时,A阀全开也满足不了要求时,这时B阀也开启,从而来增加蒸汽的供应量。采用方案三不仅可以满足生产时负荷变化要求,而且提高控制精度和稳定性。
3 、 结论:以下是对三个方案进行综合比较,控制方案的后选择,取决于实际应用的要求和客户的使用偏好。
特点比较 阀门类 型方案 | 成本 (包括阀门相关附件和配套仪表及控制系统) | 精度及 稳定性 | 适用工况 | 应用举例 |
方案一 (一台自力式压力调节阀) | 便宜 (一台自力式压力调节阀) | 低 | 在无电无气的场合 流量变化相对不大的场合 安全阀的设定压力不可接近工作压力 | 阀前压力8~10kg/cm2 阀后压力5 kg/cm2 流量6~10t/h 选用阀门口径DN100(直接接收管道压力信号) |
方案二 (一台气动调节阀) | 较贵 (一台气动调节阀+一台电气阀门定位器+一台压力变送器+一台压力调节仪) | 好 | 在有电有气的场合 可远程设定和显示 一般用在自力式压力调节阀不能满足的场合,特别是流量变化相对较大和要求控制的场合 | 阀前压力8~12kg/cm2 阀后压力5 kg/cm2 流量2~10t/h 要求控制 选用阀门口径DN100接收(接收4~20mA调节仪信号) |
方案三 (两台气动调节阀并联进行同向分程控制) | 更贵 (两台气动调节阀+两台电气阀门定位器+一台压力变送器+一台压力调节仪) | 很好 | 在有电有气的场合 可远程设定和显示 一般用在自力式压力调节阀不或用一台气动调节阀不能满足的场合,适合流量变化特别大的场合 | 阀前压力8~14kg/cm2 阀后压力5 kg/cm2 流量0.5~10t/h 要求控制 选用小阀口径DN40(接收4~12.55mA调节仪信号) 大阀口径DN100(接收11.5~20mA调节仪信号) |