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工業(yè)蒸汽減壓閥設(shè)計(jì)方案對(duì)比

  • 發(fā)布日期:2021/2/6      瀏覽次數(shù):638
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     工業(yè)蒸汽減壓閥設(shè)計(jì)方案對(duì)比

    我們通過多年的設(shè)計(jì)制造、現(xiàn)場應(yīng)用及實(shí)踐、分析、總結(jié),將工廠主管道蒸汽減壓三個(gè)方案進(jìn)行分析比較,從而選用合適的方案,達(dá)到減壓穩(wěn)壓效果。對(duì)于負(fù)荷波動(dòng)較大的蒸汽系統(tǒng),減壓閥的設(shè)計(jì)至關(guān)重要,不恰當(dāng)?shù)倪x型對(duì)設(shè)備安全與系統(tǒng)節(jié)能均會(huì)帶來不利影響.先導(dǎo)式減壓閥并聯(lián)閥站對(duì)負(fù)荷變化適應(yīng)能力強(qiáng),可穩(wěn)定可靠地保證供汽壓力,消除蒸汽放散.在所述案例中,采用先導(dǎo)式減壓閥并聯(lián)閥站,取代原有的活塞式減壓閥,解決了活塞式減壓閥對(duì)負(fù)荷變化適應(yīng)能力弱,無法靜態(tài)減壓,系統(tǒng)蒸汽放散,供汽不穩(wěn)定等問題,為負(fù)荷波動(dòng)較大場合下的蒸汽減壓設(shè)計(jì)提供了新的思路.改造后設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定,安全可靠,頗有推廣使用價(jià)值.
    由于工廠生產(chǎn)工藝的需要,蒸汽是*的工藝介質(zhì),需要從電廠輸入蒸汽,因電廠到工廠的距離較遠(yuǎn)存在壓力波動(dòng)較大的情況以及工廠在實(shí)際使用的流量波動(dòng)范圍較大,因此在進(jìn)入工廠的蒸汽主管道壓力進(jìn)行減壓穩(wěn)壓。



    工業(yè)蒸汽減壓閥設(shè)計(jì)方案對(duì)比解決以上問題通常采用以下三個(gè)方案,

    方案一是采用自力式蒸汽減壓閥,

    方案二是采用氣動(dòng)或電動(dòng)調(diào)節(jié)閥單臺(tái)控制,

    方案三是采用氣動(dòng)或電動(dòng)調(diào)節(jié)閥兩臺(tái)并聯(lián)分程控制

    工業(yè)蒸汽減壓閥設(shè)計(jì)方案對(duì)比方案一: 一臺(tái)自力式蒸汽減壓閥安裝方位及管道附件說明:

     調(diào)節(jié)蒸汽,閥后壓力調(diào)節(jié)型(B型)(應(yīng)安裝冷凝器,建議安裝過濾器)

    自力式閥后壓力調(diào)節(jié)閥(簡稱調(diào)壓閥)無需外加能源,利用被控介質(zhì)自身能量作為動(dòng)力源。引入執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制閥芯位置來改變流通面積,改變流量,從而使閥后壓力穩(wěn)定到給定值,具有動(dòng)作靈敏,壓力波動(dòng)小等特點(diǎn)。 自力式閥后壓力調(diào)節(jié)閥為減壓用閥后壓力調(diào)節(jié)型(B型),壓力分段范圍15~3000Kpa,配用不同的檢測執(zhí)行機(jī)構(gòu),廣泛應(yīng)用于蒸汽、各種氣體及液體減壓穩(wěn)壓的自動(dòng)控制。

    簡單的蒸汽減壓閥是一種帶有扁平隔膜或波紋管的直接作用減壓閥。因?yàn)樗仟?dú)立的,所以沒有必要在下游安裝外部傳感器線,而且這個(gè)閥門的精度通常是下游設(shè)置點(diǎn)的~/-10%。蒸汽減壓閥也有較常用的薄膜是減壓閥,這種減壓閥,雙隔膜代替活塞內(nèi)部減壓閥。這個(gè)擴(kuò)大的隔膜面積打開一個(gè)更大的主閥,在相同的管道尺寸下,容量比內(nèi)導(dǎo)活塞泄壓閥更大。此外,隔膜對(duì)壓力變化更加敏感,精度達(dá)到/-1。精確性更高是由于下游傳感線的定位(閥的外部),其所在位置氣體或液體動(dòng)蕩更少。減壓閥非常靈活,可以使用不同類型的閥門。

    自力式蒸汽減壓閥因簡單方便,維護(hù)量小,特別適用于現(xiàn)場無電無氣的場合;因此在蒸汽減壓的系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用,見以下特點(diǎn):

    1、壓力設(shè)定點(diǎn)可在壓力調(diào)節(jié)范圍內(nèi)現(xiàn)場調(diào)節(jié);
    2、閥體部分與執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì),可根據(jù)現(xiàn)場要求變化更改執(zhí)行機(jī)構(gòu)或彈簧,實(shí)現(xiàn)壓力調(diào)節(jié)范圍在一定范圍內(nèi)快速更換;
    3、自力式蒸汽減壓閥一般采用波紋管作為壓力平衡元件,閥前、后壓力變化不影響閥芯的受力情況,大大加快閥門的響應(yīng)速度,從而提高閥門的調(diào)節(jié)精度;
    4、套筒平衡閥結(jié)構(gòu)采用了自平衡型雙密封面閥芯作為節(jié)流件,介質(zhì)應(yīng)清潔無顆粒,適用于壓降較大,閥門口徑較大,泄漏量要求不高的場合;
    5、雙座閥結(jié)構(gòu)采用了自平衡型雙密封面雙座閥芯作為節(jié)流元件,適用于閥門口徑較大的場合;
    6、膜片式執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用橡膠膜片作為壓力檢測元件,剛度小,靈敏度高,反應(yīng)迅速,調(diào)節(jié)精度高,適用于控制壓力≤0.6MPa;
    7、活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用氣缸活塞作為壓力檢測元件,適用于控制設(shè)定值≥ 0.6MPa壓力的場合;
    8、波紋管執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用波紋管作為壓力檢測元件,適用于高溫等較惡劣工況的場合。

    工業(yè)蒸汽減壓閥設(shè)計(jì)方案對(duì)比采用自力式蒸汽減壓閥方案中應(yīng)特別注意以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),也是實(shí)際應(yīng)用使用不當(dāng)經(jīng)常出現(xiàn)的問題:

    序號(hào)

    注意點(diǎn)

    作用

    使用不當(dāng)產(chǎn)生后果問題

    1

    閥后應(yīng)安裝儲(chǔ)氣罐

    可起到緩沖穩(wěn)壓的作用

    當(dāng)流量變化時(shí), 產(chǎn)生壓力較大的波動(dòng)現(xiàn)象。

    2

    減壓閥后應(yīng)安裝過壓保護(hù)裝置

    防止后端閥門被打壞

    (即安全閥),防止因閥后流量接近為零而導(dǎo)致壓力上升,對(duì)自力式調(diào)壓閥打壞現(xiàn)象。

    3

    安全閥的設(shè)定壓力不可接近工作壓力

    防止安全閥起跳頻繁

    流量過小時(shí),導(dǎo)致自力式調(diào)壓閥趨向關(guān)閉,而產(chǎn)生安全閥起跳頻繁。

    4

    因盡量減小自力式調(diào)壓閥填料密封處的摩擦力,

    防止因摩擦力過大而產(chǎn)生閥門反應(yīng)滯后現(xiàn)象。

    導(dǎo)致閥后安全閥起跳頻繁或壓力過低現(xiàn)象。

    工業(yè)蒸汽減壓閥設(shè)計(jì)方案對(duì)比方案二:

    采用一臺(tái)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥,特點(diǎn)是調(diào)節(jié)精度比自力式蒸汽減壓閥要高的多,但成本和維護(hù)要求較高。1、截止閥   2、帶電氣閥門定位器氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥   3、安全閥    4、壓力變送器 5、控制臺(tái)(過程控制器)

    方案二采用一臺(tái)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥或電動(dòng)調(diào)節(jié)閥概述:
           壓力變送器根據(jù)測定的壓力反饋4-20ma.DC電流信號(hào),在控制臺(tái)中與設(shè)定值比較,當(dāng)兩者之差達(dá)到一定數(shù)值后,控制臺(tái)向氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥(電動(dòng)調(diào)節(jié)閥)發(fā)出調(diào)節(jié)信號(hào)。而氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥(電動(dòng)調(diào)節(jié)閥)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)按此信號(hào),使閥桿帶動(dòng)閥芯產(chǎn)生位移,改變通過調(diào)節(jié)閥的流量,直到測試點(diǎn)壓力達(dá)到要求.從而達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)壓力的目的。調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)根據(jù)工藝條件基本上為單座、套筒、雙座、籠式單座、套筒單座以及低噪音結(jié)構(gòu)。

    減壓裝置是電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在壓力控制領(lǐng)域的典型應(yīng)用。該裝置通過調(diào)節(jié)一次側(cè)流體的動(dòng)壓頭,達(dá)到控制減壓閥后壓力的目的。該設(shè)備由西門子壓力變送器、控制器、電動(dòng)執(zhí)行器及我公司生產(chǎn)的壓力平衡式調(diào)節(jié)閥組成,若蒸汽溫度小于220°也可選用西門子原裝蒸汽閥門。電動(dòng)無級(jí)調(diào)節(jié),二次壓力穩(wěn)定,控制精度高;操作簡便,只需通過控制器修改二次壓力設(shè)定;運(yùn)行平穩(wěn),使用壽命長。

    應(yīng)用范圍

    換熱站熱源及生產(chǎn)工藝設(shè)備前蒸汽壓力調(diào)節(jié);暖通空調(diào)、給排水系統(tǒng)或設(shè)備水力壓力調(diào)節(jié);液位控制等。通過調(diào)節(jié)一次側(cè)流體的動(dòng)壓頭,達(dá)到控制減壓閥后壓力的目的。壓力變送器安裝在蒸汽管道的下游,實(shí)時(shí)監(jiān)測減壓后的蒸汽壓力,西門子減壓控制器采用PI(比例積分)模式調(diào)節(jié)閥門的開度,使蒸汽壓力趨近設(shè)定值。無論上游壓力和下游負(fù)荷如何變化,下游蒸汽壓力都能保持穩(wěn)定,從而保證后部設(shè)備的安全運(yùn)行。

    以上兩種方案是工廠的常用的兩種方案,但在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中閥后的流量變化較大,特別是在蒸汽用量很小時(shí),即閥門的開度很小,閥門在小開度情況下不是很穩(wěn)定,容易出現(xiàn)閥門震蕩。

          解決方案:在此情況下建議用方案三,采用兩個(gè)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥或電動(dòng)調(diào)節(jié)閥并聯(lián)。

     1、截止閥  2、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥(附帶定位器)  3、安全閥   4、 壓力變送器  5、控制臺(tái)(過程控制器)

    方案三  采用兩臺(tái)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥并聯(lián)進(jìn)行同向分程控制:
          A閥接收調(diào)節(jié)儀4~12.5mA時(shí)閥門從關(guān)閉至全開,B閥接收調(diào)節(jié)儀11.5~20mA時(shí)閥門從關(guān)閉至全開,這兩臺(tái)閥門通過兩只通向作用的定位器實(shí)現(xiàn)。工況在小流量時(shí),B閥處于關(guān)閉狀態(tài),通過A閥的開度變化來實(shí)現(xiàn)。工況在大流量時(shí),A閥全開也滿足不了要求時(shí),這時(shí)B閥也開啟,從而來增加蒸汽的供應(yīng)量。采用方案三不僅可以滿足生產(chǎn)時(shí)負(fù)荷變化要求,而且提高控制精度和穩(wěn)定性。

     壓力變送器根據(jù)測定的壓力反饋4-20mA.DC電流信號(hào),在控制臺(tái)中與設(shè)定值比較,當(dāng)兩者之差達(dá)到一定數(shù)值后,控制臺(tái)向電動(dòng)控制閥發(fā)出調(diào)節(jié)信號(hào)。而電動(dòng)控制閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)按此信號(hào),使閥桿帶動(dòng)閥芯產(chǎn)生位移,改變通過控制閥的流量,直到測試點(diǎn)壓力達(dá)到要求.從而達(dá)到自動(dòng)控制壓力的目的。壓力調(diào)壓閥采用電動(dòng)單座調(diào)節(jié)閥(或防爆型電動(dòng)調(diào)節(jié)閥)+溫控器+智能型壓力變送器及3芯屏蔽線等附件組成,具有高控制精度,可達(dá)±0.2%的控制精度,調(diào)節(jié)性能及控制精度遠(yuǎn)超過常規(guī)自力式(蒸汽)減壓閥。

    安裝調(diào)試方法:

    1、安裝位置

    (1)蒸汽減壓閥的閥體安裝于需減壓的蒸汽管路上。

    (2)電動(dòng)執(zhí)行器與閥體連接。

    (3)壓力傳感器安裝于減壓閥后至少一米處附近

    (4)電控箱及控制器,安裝于設(shè)備附近便于操作的位置。

    2、調(diào)試前的操作準(zhǔn)備:

    (1)確認(rèn)減壓閥前截止閥*關(guān)閉。

    (2)檢查接線是否有誤。

    (3)打開旁通,投入運(yùn)行。

    (4)電控箱得電,確認(rèn)控制器、執(zhí)行器同時(shí)得電,且執(zhí)行器處于自動(dòng)狀態(tài)。

    (5)打開執(zhí)行器接線盒蓋,進(jìn)行行程校驗(yàn)。

    該閥大的特點(diǎn)只需普通220V電源,利用被調(diào)介質(zhì)自身能量,直接對(duì)蒸汽、熱氣、熱油與氣體等介質(zhì)的壓力(溫度)實(shí)行自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制,亦可使用在防止對(duì)過熱或熱交換場合。采用擴(kuò)散硅壓力芯體作為測量單元。擴(kuò)散硅傳感器的原理是硅材料受壓力作用時(shí)電阻發(fā)生變化的特性。電阻連接成一個(gè)惠斯通電橋,測量時(shí),壓力直接作用在膜片上,使之產(chǎn)生微小的形變,改變橋臂電阻,經(jīng)過微調(diào)電路放大后,使電橋產(chǎn)生一個(gè)與壓力成正比的電壓信號(hào),再通過變送控制器轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的4~20mA信號(hào)顯示、控制及輸出。精巧實(shí)用,功能齊全,體積小巧,安裝方便,使用靈活,經(jīng)濟(jì)適用。還可以選擇是否帶LED表頭顯示,控制接點(diǎn)數(shù)量等。

    蒸汽減壓穩(wěn)壓三個(gè)方案分析結(jié)論:

    蒸汽減壓閥,減壓閥單獨(dú)看名字就是減壓的作用,其實(shí)沒錯(cuò)的,它就通過調(diào)節(jié),將進(jìn)口壓力減至某一需要的出口壓力,并依靠介質(zhì)本身能量,使出口壓力自動(dòng)保持穩(wěn)定的閥門。蒸汽減壓閥是空氣調(diào)節(jié)閥的必要部件,主要作用是減壓空氣源的壓力使其穩(wěn)定在一定值,從而調(diào)節(jié)閥能夠得到穩(wěn)定的空氣源動(dòng)力用于調(diào)節(jié)控制。以下是對(duì)三個(gè)方案進(jìn)行綜合比較,控制方案的選擇,取決于實(shí)際應(yīng)用的要求和客戶的使用偏好。

    特點(diǎn)比較

    閥門類型方案

    成本

    精度及

    穩(wěn)定性

    適用工況

    應(yīng)用舉例

    方案一

    (一臺(tái)自力式調(diào)閥)

    便宜

    在無電無氣的場合

    流量變化相對(duì)不大的場合

    安全閥的設(shè)定壓力不可接近工作壓力

    閥前壓力8~10kg/cm2

    閥后壓力5 kg/cm2

    流量6~10t/h

    選用閥門口徑DN100

    (直接接收管道壓力信號(hào))

    方案二

    (一臺(tái)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥)

    較貴

    在有電有氣的場合

    可遠(yuǎn)程設(shè)定和顯示

    一般用在自力式調(diào)壓閥不能滿足的場合,特別是流量變化相對(duì)較大和要求精確控制的場合

    閥前壓力8~12kg/cm2

    閥后壓力5 kg/cm2

    流量2~10t/h

    要求精確控制

    選用閥門口徑DN100

    (接收4~20mA調(diào)節(jié)儀信號(hào))

    方案三

    (兩臺(tái)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥聯(lián)進(jìn)行同向分程控制)

    更貴

    很好

    在有電有氣的場合

    可遠(yuǎn)程設(shè)定和顯示

    一般用在自力式調(diào)壓閥或用一臺(tái)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥不能滿足的場合,適合流量變化特別大的場合

    閥前壓力8~14kg/cm2

    閥后壓力5 kg/cm2

    流量0.5~10t/h

    要求精確控制

    選用小閥口徑DN40

    (接收4~12.55mA調(diào)節(jié)儀信號(hào))

    大閥口徑DN100

    (接收11.5~20mA調(diào)節(jié)儀信號(hào))