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电动蒸汽减压阀站配件设计选型分析

随着科技的不断进步，电动蒸汽压力调节阀在工业领域中的应用越来越广泛。为了更好地了解和掌握电动蒸汽压力调节阀的工作原理及结构特征，本文将对其进行详细介绍。在日常工作中，蒸汽工程师发现一些用户对蒸汽系统的阀门选用有一些迷茫和存在一定的误区，对于如何正确选择蒸汽系统阀门必须明确标准。用户需要对蒸汽阀门明确定位，首先用户需要明确整个蒸汽系统的定位。比如阀门品质好的高性价比阀门还是一定要子或必须要进口的；用户自己是否具备一定维保能力还是需要那种依赖供应商的服务；用户蒸汽系统的重要性比如连续生产的或可以间歇停机的；对能耗指标和操作管理是否严格；对应急服务是否要要求的等等。

除非客户预算特别充足或有特别使用习惯和标准，一般不建议使用进口蒸汽阀门，一个原因是蒸汽锅炉的选型运行、蒸汽管道的选型和安装、配套换热设备及工厂的管理水平必须状态配套。否则就会出现花了进口产品的价格，得到乡镇企业的效果。二是维修麻烦，零配件周期长。也不建议从籍阀门经销商那里购买，不论进口还是国产的阀门，一半是伪劣。阀门造假是从样本手册、商标到产品和文件，没有专业知识或使用经验很难判断。

一、电动蒸汽减压阀站配件设计选型分析工作原理

 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，控制台向电动控制阀发出调节信号。而电动控制阀的执行机构按此信号，使阀杆带动阀芯产生位移，改变通过控制阀的流量，直到测试点压力达到要求.从而达到自动控制压力的目的。电动蒸汽压力调节阀是一种由电动机驱动的阀门，通过调节蒸汽压力来控制流量和温度等参数。

电动蒸汽减压阀站配件设计选型分析其工作原理如下：

1. 当阀门处于关闭状态时，蒸汽压力的作用力与阀杆的重量相平衡，阀门保持关闭状态。
2. 当电动驱动器接收到控制信号后，驱动阀杆转动，从而使阀门开启。此时，蒸汽通过阀门进入系统，对系统进行加热或调节温度等操作。
3. 随着蒸汽的进入，系统内的压力逐渐升高。当系统内的压力大于预设的压力值时，压力传感器会接收到信号并反馈给电动驱动器。
4. 电动驱动器接收到反馈信号后，驱动阀杆转动，使阀门逐渐关闭。随着阀门的关闭，蒸汽流量逐渐减小，系统内的压力逐渐降低。
5. 当系统内的压力降至预设的压力值时，压力传感器再次接收到信号并反馈给电动驱动器。电动驱动器驱动阀杆转动，使阀门再次开启，从而保持系统内的压力稳定。

通过以上工作原理的介绍，我们可以看出电动蒸汽压力调节阀具有自动化、高精度、稳定性好等优点，能够有效地实现对蒸汽流量和压力的调节。

二、电动蒸汽减压阀站配件设计选型分析结构特征

电动蒸汽压力调节阀的结构主要包括阀体、阀杆、电动驱动器、压力传感器等部分组成。以下是各部分的详细介绍：

1. 阀体：阀体是电动蒸汽压力调节阀的主要部件之一，通常采用铸铁或铸钢等材料制成。其形状和尺寸根据不同的应用场合和规格而有所不同。阀体内部通常设计有蒸汽通道和阀座等结构，用于实现蒸汽的流通和控制。
2. 阀杆：阀杆是连接阀体和电动驱动器的部件，通常采用不锈钢或合金钢等材料制成。其长度和直径根据不同的应用场合和规格而有所不同。阀杆的一端与阀体连接，另一端与电动驱动器连接，用于传递蒸汽压力和电动驱动器的动力。
3. 电动驱动器：电动驱动器是电动蒸汽压力调节阀的核心部件之一，通常采用电机、减速器和力矩限制器等组成。其作用是根据控制信号的要求驱动阀杆转动，实现对蒸汽流量和压力的控制。电动驱动器的输出功率、转速和转向等参数需要根据不同的应用场合和规格进行选择和调整。
4. 压力传感器：压力传感器是电动蒸汽压力调节阀的重要部件之一，通常采用应变片或压阻等传感器元件制成。其作用是检测系统内的蒸汽压力，并将信号反馈给电动驱动器，实现对蒸汽流量和压力的自动控制。压力传感器的精度和稳定性对电动蒸汽压力调节阀的性能和使用寿命具有重要影响。除了以上主要部件外，电动蒸汽压力调节阀还包括一些辅助部件，如密封件、轴承、润滑系统等。这些部件的作用是保证电动蒸汽压力调节阀的正常运行和使用寿命。

三、电动蒸汽减压阀站配件设计选型分析应用场合

电动蒸汽压力调节阀在许多领域都有广泛的应用，如：

1. 供热系统：用于控制供热系统的蒸汽流量和温度，实现供热系统的自动化控制和提高能源利用效率。

2. 食品工业：用于控制食品加工过程中的蒸汽压力和温度，保证食品质量和安全。

3. 化工行业：用于控制化学反应过程中的蒸汽流量和温度，实现化学反应的精确控制和优化。

Y945H电动蒸汽减压阀主要由电动执行器和阀体、阀座、阀瓣等零件组成，阀体结构形式采用双阀座、双锥体阀瓣的结，采用压力平衡式阀瓣，通过阀瓣升降调节压力，配用DKZ或381L直行程电动执行器，输入输出4-20mA信号，实现遥控和自动控制。本系列产品的减压比用到0.6较为合适。 Y945H电动蒸汽减压阀主要用于蒸汽管路调节压力。广泛应用在热电联产、轻纺、印染、石化、制糖等行业。

电动蒸汽减压阀站配件设计选型分析部件描述

序号           部件                                 功能
1            排空气阀             在起机时排除汽水分离器中的空气
2          汽水分离器            保护系统不受湿蒸汽影响
3              切断阀              切断减压阀的蒸汽供应
5              过滤器              保护减压阀不受管道杂质损坏
6              压力表              监测上游供给蒸汽压力
8           电动执行器           驱动控制阀
9           智能控制器           调节控制阀的开度
10            控制阀              根据下游压力调节蒸汽流量
11            安全阀              保护下游设备，避免超压
12            压力表              监测下游设定压力
13         压力感应器           将压力信号转变为电流信号至控制器
14            切断阀              维修时切断排空气阀与管道的连接
15            切断阀              在无负荷时设定减压后的压力
16 - 20 汽水分离器疏水阀组

■ 电动蒸汽减压阀站配件设计选型分析主要技术参数

■ Y945H电动蒸汽减压阀 流量系数

■ Y945H电动蒸汽减压阀 主要零件材料

■ Y945H电动蒸汽减压阀 外形尺寸

外形尺寸(PN1.6-4.0)

电动蒸汽减压阀站配件设计选型分析外形尺寸(PN6.4-16.0)

注：表中尺寸为不带标准附件数据。另由于产品改进技术创新参数可能有一定变化，请咨询公司技术部门索取新数据。

用户需要了解蒸汽系统的压力等级，温度要求，设计标准。一般工业蒸汽系统的设计压力起步为16公斤，国内一般轻工行业蒸汽管道设计标准是德标即PN标准，一些石化行业或美国标企业会采用美标（又叫ASMI），这两种标准的设计和要求有很大不同，美标的阀门很难安装在德标管道，反过来亦是如此。同样PN40的蒸汽阀门安装在PN16的蒸汽管道上也需要调整和确认。

蒸汽阀门是一个大概念，很少有厂家生产全部蒸汽阀门，比如有生产疏水阀的厂家，有专业生产蒸汽安全阀的厂商；有专门生产蒸汽波纹管截止阀的，也有擅长生产温度压力调节阀的。与欧美很多蒸汽阀门企业一样，国内蒸汽阀门厂商如一样有配套能力，能购买到自己不擅长的性价比高的蒸汽阀门。

蒸汽阀门在国内归属压力管道元件，无论阀门生产必须具备，阀门安装要求有压力管道安装资质。一些特殊阀门比如安全阀还需要特种设备。蒸汽阀门很多是需要严格选型的，比如蒸汽减压阀或调节阀，必须依据流量、压差、负载变化等进行一对一选型，只简单按照蒸汽管道口径来选型的蒸汽阀门，很多时候会带来使用问题。如果蒸汽品质很好可以选先导隔膜式，如果蒸汽质量一般，选弹簧膜头式减压阀会更适合。

高参数减压阀在使用过程中，大开度时压差小，随着开度减小，压差会愈来愈大。本文所设计的组合式套筒在大开度时，流体经过的套筒级数少，此时对应压差也小，随着开度减小，流体经过的套筒随之增多，可以很好地满足大开度压差小，小开度压差大的要求。
阀门的组合式节流结构如图3所示，采用高精密度配合解决多级笼罩的层面隔离，各个层面之间形成了不同折弯的节流通道，可以增大流阻，有助于消耗动能。通过轴向阀瓣升降、径向多级折弯流道，实现减压过程的平稳可调。

随着现代工业自动化程度的不断发展，蒸汽参数愈来愈高，如何满足高参数蒸汽减压已成为研究者的关注重点。减压阀作为流体控制设备在石油、化工、电力、军事等行业领域发挥着不可替代的作用。减压阀依据控制单元反馈的信号，通过电动、液动、气动、电-液联动等执行机构调节阀门的开度，改变其节流面积，从而实现对压力、温度、流量等工艺参数的控制，满足用户的不同需要。设计阀门时应考虑到，蒸汽控制阀在使用过程中，大开度时压差小，随着开度的减小，压差愈来愈大；对于高温、高压工况，中腔密封要求较高；套筒与阀瓣间隙应设计合理。

2 电动蒸汽减压阀站配件设计选型分析结构特性
2.1 低参数减压阀
对于低参数减压阀（一般指蒸汽工作压力≤5.4MPa，工作温度≤510℃），其蒸汽压力不高，减压幅度小，所以一般采用如图1所示的减压结构型式。低参数减压阀由阀体、阀座、密封垫、导向环、阀瓣组合件、套筒、阀盖密封垫、套筒密封垫、阀盖、阀杆、执行机构和支架组成。阀体采用合金钢铸件，平进平出结构，由于采用铸造式阀体，阀体内部设计成从进口到阀门出口的S形流道。介质从阀门进口流入，流经阀门组合式套筒上的节流口，从阀瓣节流口流出。阀门节流部分与阀盖采用法兰式密封结构。

2.2 电动蒸汽减压阀站配件设计选型分析高参数减压阀
本文所指的高参数为蒸汽工作压力≥9.81MPa，蒸汽工作温度≥540℃。高参数减压阀结构如图2所示，阀门由阀体、阀座、阀瓣、套筒、导向环、下定位环、下四开环、自密封阀盖、自密封圈、垫环、上四开环、支撑板和执行机构等组成。阀体采用合金钢整体锻件，呈平进平出结构，在阀体内部形成从进口到阀门出口的内部通道。
为了实现多次可调减压，结合蒸汽流动特性和减压机理，对高参数减压结构进行了结构优化与改进设计。介质从阀门进口流入，流经阀门组合式套筒上的节流口，从阀瓣节流口流出。节流减压过程主要利用流道的多次折弯，将大量的动能损耗在节流套筒之间，强行限制过高的介质流速和动力，从而降低动能。阀门节流部分结构与阀盖自密封结构相对独立互不干扰，确保了密封与行程互不影响。

阀门采用带主副阀瓣结构的组合式阀瓣结构，可以实现减压阀关闭时的自紧式密封，同时减小了阀门启闭时执行机构推动主阀瓣的力。在减压阀打开过程中，副阀瓣先开启，介质通过副阀瓣顶部的平衡孔进入主阀瓣组合件的上腔内，平衡了阀瓣组合件的蒸汽压力，降低了主阀瓣后续开启所需的力。当阀门关闭时，主阀瓣先行关闭，副阀瓣在阀瓣组合件上腔内蒸汽的作用下向下压紧，从而实现自紧式密封。另外与普通副阀瓣不同，采用了碟簧组合结构的主副阀瓣组合结构，碟簧组合安装在副阀瓣和主阀瓣的中间部位，利用碟簧的预紧力消除了阀门的空行程，又可以避免阀门死区，阀门的控制精度可达±0.1%，与普通副阀瓣结构的阀门相比至少可降低30%的推力。

4电动蒸汽减压阀站配件设计选型分析中腔密封结构
在高温高压或更严苛的工况下，中腔密封是研究的重点。通常切断类阀门如闸阀、截止阀，多采用耐高温的非金属材料或金属与非金属组合的自紧密封件结构，但随着压力变化，阀盖位置也会有所改变。行程变化对于切断类阀门来说，影响较小，但对于调节类阀门来说却是大问题。因此，设计了一种通过自紧密封垫圈与垫环实现中法兰密封的结构，该密封圈采用弹性金属密封件。对新型中法兰自紧密封结构进行静力分析，优化其结构尺寸，保证在高温下密封可靠。通过大量密封件试验，采用斜度为23°的滑块制成自紧密封件，在一定的轴向作用力下滑块出现了弹性变形，如图4、图5所示。该密封结构就是利用了微小弹性变形的位移量，产生宝贵的密封比压，从而实现密封。通过试验得出的自紧密封圈的密封性能如表1所示。

再比如蒸汽疏水阀，就更加不能安装蒸汽管道口径来选型，安装在蒸汽管道上的和换热器上的很可能是不同类型的疏水阀。即使是安装在换热器上的，也会依据实际应用、加热和控制方式等要求采用不同的疏水阀。手动蒸汽阀优选选用波纹管密封截止阀，而小口径蒸汽阀和冷凝水用手动阀优选高温球阀。而DN300以上，考虑成本和安装，优选波纹管闸阀。

蒸汽阀门的安装和选用一样重要，良好的上下游配套，保温、支撑、正确的安装距离和方位要求等都会影响蒸汽阀门的使用效果。蒸汽阀门的安装必须压力管道施工资质和经验，现场发现安装错误和不妥的案例比比皆是。通过节能网站学习和了解蒸汽系统阀门知识，可以减少蒸汽阀门选用失误，有力保障选用到适合的蒸汽阀门，并使用和管理好。