先導活塞式蒸汽減壓閥在管路安裝工藝

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之前介紹組合式減壓閥在國華惠州熱電應用，現(xiàn)在介紹先導活塞式蒸汽減壓閥在管路安裝工藝蒸汽在工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的作用。以鋼鐵企業(yè)為例，蒸汽是企業(yè)生產(chǎn)所使用的主要能源介質(zhì)之一，同時也是生產(chǎn)的副產(chǎn)品，其主要作用是供熱及提供動力。蒸汽系統(tǒng)一般由發(fā)生裝置（如鍋爐等）、蒸汽輸送系統(tǒng)（包括管網(wǎng)及閥門）、蒸汽使用系統(tǒng)（包括換熱器及汽輪機等）組成。閥門作為蒸汽系統(tǒng)中調(diào)控裝置，在整個蒸汽系統(tǒng)中有非常重要的作用。蒸汽系統(tǒng)節(jié)能潛力巨大，節(jié)能的途徑也很多，本文主要從先導式減壓閥應用的角度談起。在蒸汽系統(tǒng)中，先導式減壓閥是采用控制閥體內(nèi)的啟閉件的開度來調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量，將介質(zhì)的壓力降低，同時借助閥后壓力的作用調(diào)節(jié)啟閉件的開度，使閥后壓力保持在一定范圍內(nèi)，在進口壓力不斷變化的情況下，保持出口壓力在設(shè)定的范圍內(nèi)，保護其后的生活生產(chǎn)器具的一種裝置。
      本文通過某鋼鐵企業(yè)厚板廠蒸汽系統(tǒng)先導式減壓閥并聯(lián)閥站的具體應用案例，從節(jié)能和設(shè)備安全的角度出發(fā)，進行了系統(tǒng)設(shè)計。實際效果表明，達到了預期的目的。
        1 先導式減壓閥的工作原理
        先導式減壓閥結(jié)構(gòu)示意圖見圖1，通過閥門下游管線的反饋管反饋壓力的變化情況，反饋管的壓力變化直接作用于先導閥的膜片下。
         蒸汽減壓閥屬于先導活塞式減壓閥。由主閥和導閥兩部分組成。主閥主要由閥座、主閥盤、活塞、彈簧等零件組成。導閥主要由閥座、閥瓣、膜片、彈簧、調(diào)節(jié)彈簧等零件組成。
先導活塞式蒸汽減壓閥結(jié)構(gòu)特點和用處： 
蒸汽減壓閥屬于先導活塞式減壓閥。由主閥和導閥兩部分組成。主閥主要由閥座、主閥盤、活塞、彈簧等零件組成。導閥主要由閥座、閥瓣、膜片、彈簧、調(diào)節(jié)彈簧等零件組成。通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)彈簧壓力設(shè)定出口壓力、利用膜片傳感出口壓力變化，通過導閥啟閉驅(qū)動活塞調(diào)節(jié)主閥節(jié)流部位過流面積的大小，實現(xiàn)減壓穩(wěn)壓功能。 主產(chǎn)品主要用于蒸汽管路，起減壓穩(wěn)壓作用。



        當系統(tǒng)壓力高于調(diào)節(jié)彈簧的壓力設(shè)定點時候，膜片下的壓力推動其壓緊彈簧向上移動，逐步關(guān)閉壓力先導閥。當壓力先導閥關(guān)閉時，蒸汽不會再進入減壓閥主閥下面的隔膜腔，主閥也隨之關(guān)閉，此時的減壓閥相當于一個關(guān)閉的截止閥，消除了因為閥門泄漏而導致閥后壓力持續(xù)升高，安全閥放散的問題。反之當蒸汽壓力下降低于設(shè)定值時，壓力先導閥打開，蒸汽進入主閥隔膜腔，頂起主膜片打開主閥，進行減壓。
        2 先導式減壓閥并聯(lián)閥站在某鋼鐵企業(yè)厚板廠的應用案例
        先導式減壓閥并聯(lián)閥站示意圖見圖2。
本工藝適用于輸送壓力為2.5MPa以下的蒸汽管道工程的施工安裝。
2規(guī)范性引用文件
GB50185-93;工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程質(zhì)量檢驗評定標準
GB50235-97;工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范
GB50242-2002; 建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范


3工藝流程方框圖（見圖1）
4工藝過程
4.1 施工準備
4.1.1 根據(jù)施工要求，配備工程技術(shù)人員。
4.1.2 熟悉圖紙和技術(shù)規(guī)范，做好設(shè)計圖紙交底工作，并做好記錄及簽字。
4.1.3 根據(jù)施工圖及工程文件，編制施工方案和施工預算，繪制單線圖。
4.1.4 管道焊接工藝評定，編寫焊接工藝及指導書。
4.1.5 焊工必須通過《鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試與管理規(guī)則》中的相關(guān)內(nèi)容的上崗培訓和考試，合格者方可進行該項目的焊接施工。
4.1.6 根據(jù)《特種設(shè)備安全檢察管理條例》對壓力管道的檢察的規(guī)定，填寫申報資料，送技術(shù)，辦理壓力管道安裝的監(jiān)建申請。
4.1.7 組織對全體施工人員進行施工技術(shù)及安全交底，明確工作內(nèi)容、工程進度及相關(guān)的規(guī)范、規(guī)章等要求。
4.1.8 根據(jù)工程內(nèi)容，選定預制場地，并做好防風、防雨等保護措施。
4.1.9 焊條烘焙、收發(fā)必須有專人管理。
4.1.10 根據(jù)工程內(nèi)容，落實施工機具進場，并根據(jù)施工作業(yè)點，合理配備和布置。
4.1.11根據(jù)工程內(nèi)容、工程進度，組織材料進場。落實加工件委托加工工作,并附加工圖。



圖1  工藝流程方框圖
4.1.12 材料的采購、檢驗與保管
4.1.12.1 采購的材料必須是經(jīng)技術(shù)安全注冊并認可的制造企業(yè)的產(chǎn)品。
4.1.12.2 進場材料（管子、配件、支撐件、閥件等）其材質(zhì)、規(guī)格、型號和質(zhì)量必須符合設(shè)計和規(guī)范要求，并附有制造廠的質(zhì)量證明文件。管配件應有AZ標記。
4.1.12.3 進場材料（管子、配件、支撐件、閥件等），應進行檢查（包括材料外觀和合格證及試驗報告等一系列資料檢查）。并確認物與資料一一對應。
4.1.12.4 閥門檢驗
1）輸送設(shè)計壓力大于1MPa或設(shè)計壓力小于等于1MPa且設(shè)計溫度大于186℃的蒸汽的閥門，應逐個進行檢驗。
2）輸送設(shè)計壓力小于等于1MPa且設(shè)計溫度小于等于1860C的蒸汽的閥門，應從每批中抽查10%且不得少于1個，進行殼體壓力試驗和密封試驗。當不合格時，應加倍抽查，如仍不合格，該批閥門不得使用。
3）閥門殼體試驗壓力不得小于公稱壓力的1.5倍，試驗時間不得少于5min，以殼體填料無滲漏為合格；密封試驗宜以公稱壓力進行，以閥瓣密封面不漏為合格。
4）試驗合格閥門，應及時排盡內(nèi)部積水，并吹干。密封口涂防銹油，關(guān)閉閥門，封閉出入口，做出明顯的標記，填寫“閥門試驗記錄”。
5）安全閥應按設(shè)計文件規(guī)定的開啟壓力進行試調(diào)。調(diào)壓時壓力應穩(wěn)定，每個安全閥啟閉試驗不得小于3次，調(diào)試后填寫“安全閥初調(diào)試記錄”。
4.1.12.5 經(jīng)檢驗合格的材料，應按品種、規(guī)格、壓力等級不同妥善堆放，并掛牌寫上參數(shù)，做好入庫記錄。不合格產(chǎn)品應立即做好標記，及時清退。


4.管道的預制
4.2.1根據(jù)設(shè)計圖紙，依據(jù)土建基準點，對坐標、標高進行測定。
4.2.2根據(jù)設(shè)計圖紙，對管線安裝的可行性進行核驗，如發(fā)現(xiàn)圖紙與實際有矛盾時，不得隨意更改，應會同設(shè)計和有關(guān)部門共同解決，并做好簽證確認工作。
4.2.3 根據(jù)設(shè)計圖紙進行管道下料。
4.2.4 管子切口端面傾斜偏差△不得大于管子外徑的1％且不得超過3mm。
4.2.5 管子的切割宜用切割機、鋸床等機械方法進行，公稱通徑≥DN150的管子可以用氧、乙炔火焰切割。
4.2.6預制管線上的焊口要避開支、吊架。預定的固定焊口位置要考慮便于焊接和檢驗等操作工作。 
4.2.7管線支、吊架等位置的定位，應在管線測量時進行，彈簧支、吊架及固定支架應嚴格按設(shè)計要求定位。
4.2.8 管段下料尺寸力求正確，溫度計、壓力表等儀表取源部位的定位應同時完成。其方向、坐標、標高應符合設(shè)計要求。
4.2.9 管道的坡口要求
4.2.9.1上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(組合式減壓閥,可調(diào)式減壓閥,自力式減壓閥管道坡口應盡量采用坡口機或車床加工方法。也可以采用氧、乙炔火焰坡口，但必須用角向砂輪機打磨平整。
4.2.9.2 坡口應符合設(shè)計和規(guī)范要求。如設(shè)計無規(guī)定時，應按表1型式進行。

4.2.9.3 如管道及組成件存在著管壁不等厚情況時，其坡口型式應參照國家標準GB50235第5.0.8條；主管上開三通，其形式按GB50235中附錄B中第10款條文加工。見表2。

        以某鋼鐵企業(yè)厚板廠蒸汽系統(tǒng)為例：蒸汽用戶主要有浴室、磨輥間、檢化驗室等，蒸汽由公輔總管DN150供給，減壓前蒸汽壓力為1.0-1.6MPa，減壓后蒸汽壓力為0.37-0.45MPa，蒸汽用量變化為1t/h-39t/h。原有活塞式減壓閥在蒸汽用量較小得時間段內(nèi)（非洗浴期間），開度過小，氣蝕嚴重，損壞頻繁。同時由于活塞式減壓閥密封性不好，當蒸汽用戶不再使用時，無法實現(xiàn)靜態(tài)減壓，導致閥后壓力持續(xù)上升，安全閥頻繁放散，造成能源浪費，據(jù)粗略估算，年蒸汽放散約9000t。
        為解決這一問題，經(jīng)設(shè)計選型采用華申·馬克丹尼公司的先導式減壓閥并聯(lián)閥站代替原有的活塞式減壓閥。改造后蒸汽系統(tǒng)壓力，流量穩(wěn)定，消除了蒸汽的放散，保證蒸汽的正常供給及使用。
        根據(jù)蒸汽使用過程中負荷變化大的情況，分兩路進行減壓。先導式減壓閥并聯(lián)閥站由主減壓閥、輔減壓閥、安全閥、疏水閥、過濾器、截止閥、壓力表及管道組成。
        當減壓閥后壓力低于主減壓閥設(shè)定值時0.37MPa時，主、輔減壓閥同時工作；當減壓閥后壓力低于輔減壓閥設(shè)定值0.45MPa而高于主減壓閥設(shè)定值時0.37MPa，僅輔減壓閥進行工作；當減壓閥后壓力高于輔減壓閥設(shè)定值0.45MPa，主、輔減壓閥都不工作，維持閥后壓力在輔減壓閥設(shè)定值。
      實際生產(chǎn)中，當非洗浴期間，蒸汽用量小，通過輔減壓閥進行減壓供汽。當洗浴期間，蒸汽用量增大，輔減壓閥供汽量不足，壓力降至主減壓閥設(shè)定值以下時，主、輔減壓閥同時工作進行供汽。由于先導式減壓閥調(diào)節(jié)精度高，可達到0.01MPa，使得主、輔減壓閥并聯(lián)工作成為可能。同時在不同蒸汽用量時采用不同減壓閥進行減壓的工作方式，穩(wěn)定了減壓后蒸汽的流量與壓力，避免了原有狀態(tài)下，活塞式減壓閥開度過小而造成的汽蝕及損壞。


3 用效果
        對于此節(jié)能改造項目，原有活塞式減壓閥使用過程中，因不能適應用氣負荷的變化，一年內(nèi)3次更新減壓閥，2次在線修理均無效果，安全閥頻繁動作，造成能源浪費，環(huán)境噪音大大超標。實施改造后至今已1年有余，先導式減壓閥并聯(lián)閥站使用狀態(tài)良好，供氣壓力穩(wěn)定，無放散現(xiàn)象發(fā)生。年節(jié)約蒸汽折合標煤950t，*。實踐表明，該節(jié)能措施有效。     
        4 結(jié)語
    應用實踐證明，先導式減壓閥并聯(lián)閥站在蒸汽負荷波動較大的場合有很好的適應性。為蒸汽負荷波動較大場合下的蒸汽減壓設(shè)計提供了新的思路。設(shè)備運行穩(wěn)定，安全可靠，頗有推廣使用價值。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：200X先導隔膜式水用減壓閥安裝要求