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工業(yè)蒸汽減壓閥如何控制壓力

  • 發(fā)布日期：2023-02-26      瀏覽次數(shù)：1368

      • 工業(yè)蒸汽減壓閥如何控制壓力減壓閥有什么優(yōu)勢?蒸汽減壓閥有什么類型？

      在受到加熱作用時，水分子不斷地被破壞、結(jié)合。加熱作用使分子間的結(jié)合變得脆弱，最終一些分子會在高溫下斷裂，產(chǎn)生蒸汽或干蒸汽。當(dāng)一些水分子釋放其潛熱并形成微小的水滴時，就會形成濕蒸汽。蒸汽在許多工業(yè)應(yīng)用中使用。見的應(yīng)用是工藝加熱和驅(qū)動蒸汽輪機(jī)發(fā)電。除此之外，蒸汽還用于霧化、清潔、保濕和加濕。但使用蒸汽時，大多數(shù)情況需要進(jìn)行一些參數(shù)控制，蒸汽控制閥就自然而然地成為過程控制工程的一部分。

      Y43H蒸汽減壓閥37.jpg

      活塞式蒸汽減壓閥適用于蒸汽介質(zhì)管路上，通過調(diào)節(jié)將使進(jìn)口壓力降低至某一需要的出口壓力，當(dāng)進(jìn)口壓力與流量有變化時，靠介質(zhì)本身能量可自動保持出口壓力在一定范圍內(nèi)，但進(jìn)口壓力和出口壓力之差必須≥0.2Mpa/cm2。

      先導(dǎo)活塞式蒸汽減壓閥由主閥和導(dǎo)閥兩部分組成；主閥由閥座、主閥盤、活塞、彈簧等零件組成，導(dǎo)閥由閥座、閥瓣、膜片、彈簧、調(diào)節(jié)彈簧等零件組成。通過調(diào)節(jié)閥門彈簧壓力設(shè)定出口壓力，利用膜片傳感出口壓力變化，通過導(dǎo)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(shí)現(xiàn)減壓穩(wěn)壓功能。Y43H先導(dǎo)活塞式蒸汽減壓閥主要用于蒸汽管路，起減壓穩(wěn)壓作用。

      減壓閥出廠時，調(diào)節(jié)彈簧處于未壓縮狀態(tài)，此時主閥瓣和付閥瓣處于關(guān)閉狀態(tài)，使用時按順時針方向轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺釘，壓縮調(diào)節(jié)彈簧，使膜片下移頂開付閥瓣，介質(zhì)由a孔通過付閥座到b孔進(jìn)入活塞上方，活塞在介質(zhì)壓力的作用下，向下移動推動主閥瓣離開主閥座，使介質(zhì)流向閥后，同時由c孔進(jìn)入膜片下方，當(dāng)閥后壓力超過調(diào)定壓力時，推動膜片上移壓縮調(diào)節(jié)彈簧。付閥瓣隨之向關(guān)閉方向移動，使流入活塞上方的介質(zhì)減小，壓力也隨之下降，此時主閥瓣在主閥瓣彈簧力的推動下上移，使主閥瓣與主閥座的間隙減小，介質(zhì)流量隨之減少，使閥后壓力隨之下降到新的平衡，反之當(dāng)閥后壓力低于調(diào)定壓力時，主閥瓣和主閥座間隙增大，介質(zhì)流量隨之增大，使閥后壓力隨之增高達(dá)到新的平衡。

      Y43H蒸汽減壓閥29.jpg

      工業(yè)蒸汽減壓閥如何控制壓力為何過程控制中需要使用蒸汽控制閥

      從技術(shù)上講，閥門是任何系統(tǒng)中用來控制液體或蒸汽流量的裝置。蒸汽控制閥主要的目的是降低工藝環(huán)節(jié)中的入口蒸汽壓力。除了控制壓力外，蒸汽控制閥還控制溫度。

      鍋爐通常會在高壓下工作，因?yàn)榈蛪翰僮鲿?dǎo)致水被攜帶在蒸汽中。高壓蒸汽的比容較低，有助于減少管道承載的重量。實(shí)際上，由于管道和保溫材料成本降低，蒸汽的分配變得更容易、更便宜。工業(yè)過程會在較低壓力下使用蒸汽。其原因在于低壓蒸汽具有較高的潛熱，這在很大程度上提高了能源效率。蒸汽壓力和溫度相關(guān)，因此控制蒸汽壓力就可以自動調(diào)節(jié)溫度。降低蒸汽壓力也與工廠的安全需求有關(guān)。蒸汽壓力可以通過蒸汽控制閥來控制。

      在使用蒸汽的設(shè)備中，蒸汽通常在高壓下產(chǎn)生，并通過局部減壓來為每個蒸汽用戶提供熱量。減壓閥的通常是為了盡量減小蒸汽輸送管道的直徑，并使蒸汽輸送更具成本效益。

      如何降低蒸汽壓力

      降低壓力的一種常見方法是通過節(jié)流來減小蒸汽通道的尺寸。對于最基本的減壓，可以簡單地在固定的、部分開啟的位置，安裝傳統(tǒng)的截止閥，或者在蒸汽流中插入孔板。然而，任何流量的波動都會伴隨相應(yīng)的壓力波動。為了避免出現(xiàn)這種情況，可以使用減壓閥來精確控制下游的壓力。這些減壓閥能自動調(diào)節(jié)閥門開度，以確保即使流量產(chǎn)生波動，壓力也保持不變。

      工業(yè)蒸汽減壓閥如何控制壓力減壓閥的優(yōu)勢

      通過使用啟動控制閥、壓力傳感器和控制器的組合方式，可保持壓力的恒定，然而，減壓閥卻具備通過自動的獨(dú)立操作來控制壓力的優(yōu)勢，無需任何類型的外部動力。它可以通過基于對下游壓力的即刻感知和調(diào)整，做出極快的響應(yīng)動作。讓加熱工藝能在低于鍋爐壓力的條件下使用蒸汽，從而使之受益。因此，減壓閥通常被用于將蒸汽壓力降低到工藝所需的設(shè)定值。

      2SBRV斯派莎克減壓閥02.jpg

      工業(yè)蒸汽減壓閥如何控制壓力蒸汽減壓閥的類型

      在減壓閥中，自動調(diào)節(jié)下游壓力的機(jī)構(gòu)通常會利用蒸汽壓力與調(diào)節(jié)彈簧之間達(dá)到的力的平衡。目前，這幾乎是所有減壓閥所采用的通用概念。但是有兩種不同的方法可實(shí)現(xiàn)該機(jī)制以控制閥門開度：

      ?無先導(dǎo)、直接作用式減壓閥：調(diào)節(jié)彈簧將下調(diào)壓力設(shè)定力直接施加在主閥上。

      先導(dǎo)式減壓閥：調(diào)節(jié)彈簧將下調(diào)壓力設(shè)定力直接施加在先導(dǎo)閥上，該閥較小且不同于主閥。

      以下是每種類型的的特性概述。

      直接作用式減壓閥（無先導(dǎo)）

      用于不必進(jìn)行非常精確的壓力控制的小負(fù)荷。

      優(yōu)點(diǎn)：體積小，價格低，易于安裝。

      缺點(diǎn)：比先導(dǎo)式更高的壓降（與設(shè)定壓力的變化）。

      通過直接作用于閥門本身的平衡力來調(diào)節(jié)輸出蒸汽壓力：壓縮調(diào)節(jié)彈簧所產(chǎn)生的向下的力，抵抗作用于波紋管或隔膜底部的來自二次壓力的向上的力。

      2SBRV斯派莎克減壓閥03.jpg

      工業(yè)蒸汽減壓閥如何控制壓力

      在直接作用式減壓閥中，閥門的開度直接取決于調(diào)節(jié)彈簧的移動。如果彈簧被壓縮，它會在閥門上產(chǎn)生開啟力，從而增加流量。當(dāng)壓力向下游積聚時，則下游壓力會被傳遞到調(diào)節(jié)彈簧的底面（通常是緊靠著波紋管或隔膜），在那里，這一向上的力與彈簧壓縮力之間取得相互平衡。開啟閥門的彈簧壓力受到限制，以便在達(dá)到足夠彈簧靈敏度的同時，抵消下游壓力的變化。最終的結(jié)果是通過閥孔板簡單地控制會導(dǎo)致壓力下降的高流速處的壓力。

      2SBRV斯派莎克減壓閥06.jpg

      用于必須進(jìn)行非常精確的壓力控制的較大負(fù)荷。

      優(yōu)點(diǎn)：與直接作用式相比，能以精確的壓力控制、對負(fù)載變化的快速響應(yīng)，可在更大的流量范圍內(nèi)使用。

      缺點(diǎn)：尺寸大，價格高。

      輸出蒸汽壓力的調(diào)節(jié)方式與直接作用式PRV類似，但通過先導(dǎo)閥進(jìn)行間接調(diào)節(jié)。當(dāng)先導(dǎo)閥啟動時，向較大的主閥提供比先導(dǎo)閥本身高得多的開啟流量。然后，先導(dǎo)閥通過二次壓力實(shí)現(xiàn)平衡，從而相應(yīng)地控制通向主閥的開啟流量。

      在先導(dǎo)式減壓閥中，先導(dǎo)閥用于向活塞或隔膜加載，從而增加用于開啟較大的主閥的向下作用力。這樣就可以在較低的壓力補(bǔ)償（降壓）下提高流量。先導(dǎo)閥的開啟和關(guān)閉由調(diào)節(jié)彈簧和二次壓力之間的力平衡來控制，作用方式與直接作用式閥的相同。

      但在先導(dǎo)式中，先導(dǎo)閥的這種開啟和關(guān)閉會有目的地向主閥活塞或隔膜傳遞壓力。接著，先導(dǎo)流量壓力會產(chǎn)生向下的作用力，活塞或隔膜表面會放大該力，從而使主閥開啟得更大，流量因此達(dá)到很高的水平。由于使用活塞或隔膜會放大向下的作用力，先導(dǎo)閥開口的細(xì)微變化會導(dǎo)致通過主閥的流量以及下游壓力的較大變化，因此，為了在較大的蒸汽流量范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)，調(diào)節(jié)閥上的彈簧力幾乎不需要改變。與直接作用式相比，快速響應(yīng)和緊密傳遞的壓力控制是這種閥門的主要優(yōu)點(diǎn)。

      Y43H蒸汽減壓閥24.jpg

      工業(yè)蒸汽減壓閥如何控制壓力主要技術(shù)參數(shù)和性能指標(biāo)
       
      公稱壓力（MPa）
      1.6
      2.5
      4.0
      6.4
      10.0
      16.0
      殼化試驗(yàn)壓力（MPa）
      2.4
      3.75
      6.0
      9.6
      15.0
      24
      密封試驗(yàn)壓力（MPa）
      1.6
      2.5
      4.0
      6.4
      10.0
      16.0
      進(jìn)口壓力（MPa）
      1.6
      2.5
      4.0
      6.4
      10.0
      16.0
      出口壓力范圍（MPa）
      1.0-1.0
      0.1-1.6
      0.1-2.5
      0.5-3.5
      0.5-35
      0.5-45
      壓力特性偏差（MPa）△P2P
      GB12246-1989
      流量特性偏差（MPa）△P2G
      GB12246-1989
      最小壓差（MPa）
      0.15
      0.15
      0.2
      0.4
      0.8
      1.0
      滲漏量
      GB12245-1989
      *.殼體試驗(yàn)不包括膜片、頂蓋。

       

      工業(yè)蒸汽減壓閥如何控制壓力流量系數(shù)(Cv)
       
      DN
      15
      20
      25
      32
      40
      50
      65
      80
      100
      125
      150
      200
      250
      300
      350
      400
      500
      Cv
      1
      2.5
      4
      6.5
      9
      16
      25
      36
      64
      100
      140
      250
      400
      570
      780
      1020
      1500

       

      工業(yè)蒸汽減壓閥如何控制壓力主要零件材料
       
      零件名稱
      零件材料
      閥體 閥蓋 底蓋
      WCB
      閥座 閥盤
      2Cr13
      缸套
      2Cr13/銅合金
      活塞
      合金鑄鐵
      導(dǎo)閥座 導(dǎo)閥桿
      2Cr13
      主閥彈簧
      1Cr18Ni9Ti
      導(dǎo)閥主彈簧
      50CrVA
      調(diào)節(jié)彈簧
      60Si12Mn

      工業(yè)蒸汽減壓閥如何控制壓力總結(jié)

      Y43H蒸汽減壓閥18.jpg

      從以上特點(diǎn)可以看出，無先導(dǎo)直接作用式減壓閥的功能和應(yīng)用與先導(dǎo)式減壓閥有很大的不同。簡而言之：

      當(dāng)負(fù)載較小時，可使用直接作用式減壓閥，并可以允許下游壓力有一定的下降。它們通常用于輕負(fù)載工況。

      先導(dǎo)式減壓閥能夠快速響應(yīng)不同的負(fù)載條件，同時在需要精確壓力控制的地方保持穩(wěn)定的二次壓力。它們通常用于負(fù)載較大的工況。

      Y945H電動減壓閥閥體14.jpg

      工業(yè)蒸汽減壓閥如何控制壓力蒸汽使用裝置的典型應(yīng)用：

      小負(fù)荷應(yīng)用，如滅菌器、單元加熱器、加濕器和小型工藝設(shè)備，通?？墒褂煤唵蔚闹苯幼饔檬絇RV來進(jìn)行減壓。

      如果流量較大，例如蒸汽輸送管道，負(fù)載可能會根據(jù)接收設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)而產(chǎn)生大幅波動。

      這種負(fù)載變化和大容量要求使用先導(dǎo)式減壓閥來降低壓力。此外，某些設(shè)備所使用的蒸汽量可能在啟動時與正常運(yùn)行期間存在很大差異。如此大的變化也可能需要使用先導(dǎo)式來進(jìn)行減壓。