主蒸汽管道減壓閥三種方案
上海申弘閥門(mén)有限公司
之前介紹三級(jí)減壓閥串聯(lián)，現(xiàn)在介紹主蒸汽管道減壓閥三種方案工廠主管道蒸汽減壓閥三種方案的設(shè)計(jì)及應(yīng)用：
概括摘要：通過(guò)分析使用經(jīng)驗(yàn)，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)到的減壓穩(wěn)壓效果。
一、減壓閥安裝時(shí)，減壓閥前的管徑應(yīng)與閥體的直徑一致，減壓閥后的管徑可比閥前的管徑大1～2號(hào)。
二、減壓閥的閥體必須垂直安裝在水平管路上，閥體上的箭頭必須與介質(zhì)流向一致。減壓閥兩側(cè)應(yīng)安裝閥門(mén)，采用法蘭連接。
三、減壓閥前應(yīng)裝有過(guò)濾器，對(duì)于帶有均壓管的薄膜式減壓閥，其均壓管應(yīng)接往低壓管道一側(cè)。旁通管是安裝減壓閥的一個(gè)組成部分，當(dāng)減壓閥發(fā)生故障檢修時(shí)，可關(guān)閉減閥兩側(cè)的閥門(mén)，暫時(shí)通過(guò)旁通管進(jìn)行供汽。
四、為了便于減壓閥的調(diào)整，閥前的高壓管道和閥后的低壓管道上都應(yīng)安裝壓力表。閥后低壓管道上應(yīng)安裝安全閥，安全閥排氣管應(yīng)接至室外。
1)主蒸汽管道減壓閥三種方案集中母管制系統(tǒng)
發(fā)電廠所有汽鍋蒸汽都引往一根蒸汽母管集中后，再由該母管引往各汽輪機(jī)和各用汽處。這類(lèi)系統(tǒng)的供汽可相互支援，但當(dāng)與母管相連的任一閥門(mén)發(fā)生故障時(shí)，全數(shù)汽鍋和汽輪機(jī)必需遏制運(yùn)行，嚴(yán)重威脅全廠工作的靠得住性。是以一般使用閥門(mén)將母管分成兩個(gè)以上區(qū)段，分段閥門(mén)是兩個(gè)串聯(lián)的關(guān)斷閥，以確保隔離，并便于分段閥門(mén)自己的檢修。正常運(yùn)行時(shí)，分段閥門(mén)處于開(kāi)啟狀態(tài)。集中母管分段后，發(fā)鬧事故后仍有一個(gè)區(qū)段不能運(yùn)行。如母管分段檢修，與該段相連的汽鍋和汽輪機(jī)的仍要全數(shù)遏制運(yùn)行。所以只有在汽鍋和汽輪機(jī)的臺(tái)數(shù)不配合情況下，才采用這類(lèi)系統(tǒng)。
2) 切換母管制系統(tǒng)
每臺(tái)汽鍋與其對(duì)應(yīng)的汽輪機(jī)組成一個(gè)單元，而各單元之間仍裝有母管，每單元與母管出還裝有三個(gè)切換閥門(mén)，這樣機(jī)爐既可單元運(yùn)行，也可切換到蒸汽母管上由鄰爐取得蒸汽。該系統(tǒng)中的備用汽鍋和減溫減壓器均與母管相連。這類(lèi)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是既有足夠的靠得住性，又有一定的靈活性，能充實(shí)哄騙汽鍋的敷裕容量進(jìn)行各爐間的負(fù)荷分配。其主要錯(cuò)誤謬誤是系統(tǒng)較為復(fù)雜，閥門(mén)多，事故可能性較年夜，我國(guó)中壓機(jī)組的電廠因主蒸汽管道投資比重不年夜(相對(duì)單元制機(jī)組)而供熱式機(jī)組的電廠機(jī)爐容量又不*匹配，這時(shí)候應(yīng)采用切換母管制主蒸汽系統(tǒng)。
3) 單元制機(jī)組
每臺(tái)汽輪機(jī)和供給它蒸汽的一臺(tái)或兩臺(tái)汽鍋組成一個(gè)自力的單元，各單元之間無(wú)橫向，需用新蒸汽的各輔助裝備靠用汽支管與各單元的主蒸汽管道相連，稱(chēng)為單元制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)單、管道短、管道附件少、投資省、壓力損失和散熱損失少。系統(tǒng)自己發(fā)鬧事故的可能性小，便于集中控制。其錯(cuò)誤謬誤是單元內(nèi)與主蒸汽管道相連的任一裝備或附件發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)機(jī)組都要被迫遏制運(yùn)行，而相鄰單元不能相互支援，機(jī)爐之間也不能切換運(yùn)行，運(yùn)行靈活性差;單元裝備必需同時(shí)檢修。我國(guó)單機(jī)容量100MW以上的凝汽式的發(fā)電廠，均采用單元制系統(tǒng)，超高參數(shù)或中心再熱機(jī)組的發(fā)電廠。因新汽參數(shù)更高，其再熱參數(shù)也各紛歧致，無(wú)破例的采用單元制機(jī)組。
（1）管徑與蒸汽用量是否相適應(yīng)，要根據(jù)使用目的來(lái)決定。對(duì)于熱損失而言，一般蒸汽配管管徑小時(shí)熱損失小，較經(jīng)濟(jì)。但如果主管道用小管，管內(nèi)蒸汽流速太高，會(huì)引起管道共振，所以蒸汽流速一般控制在50米/秒左右。隨著所用蒸汽種類(lèi)的不同，即用過(guò)熱蒸汽還是飽和蒸汽，管內(nèi)蒸汽的流速范圍也不同。飽和蒸汽的流速范圍較窄，以20~30米/秒為宜。因此，管徑由管內(nèi)蒸汽的流速范圍決定。
（2） 到蒸汽使用地點(diǎn)的管路走向，如果能取短距離時(shí)，就采用那一走向。若距離長(zhǎng)時(shí)，必須考慮壓力降，同時(shí)必須考慮蒸汽引起的管道熱膨脹和使用膨脹節(jié)的注意事項(xiàng)，選擇適當(dāng)?shù)膹澒芘蛎浌?jié)和處理管內(nèi)冷凝水的排出等等。
（3） 為了保持管內(nèi)蒸汽壓力的穩(wěn)定，減壓閥是否正常工作，安全閥能否準(zhǔn)確啟動(dòng)，都要定期進(jìn)行維護(hù)管理。另外，在使用中，管道接頭及閥門(mén)等地方會(huì)產(chǎn)生蒸汽泄漏，因此要考慮及時(shí)和定期檢修，努力改善泄漏狀況。
為了自動(dòng)排出混入蒸汽管道內(nèi)的空氣或冷凝水，要在適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)安裝疏水器，并檢查其工作情況，以提高蒸汽的使用效率。特別是蒸汽中混入的空氣，會(huì)使蒸汽分壓力下降，降低蒸汽溫度，因此必須采用疏水器，以便排出空氣并回收冷凝水。
工況概述：
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。
解決以上問(wèn)題經(jīng)常采用以下兩個(gè)方案，方案一是采用自力式壓力調(diào)節(jié)閥，方案二是采用氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥。
方案一 ：一臺(tái)自力式壓力調(diào)節(jié)閥進(jìn)行蒸汽減壓穩(wěn)壓
管道配置：1、 ZZY型自力式壓力調(diào)節(jié)閥 2、截止閥 3、儲(chǔ)氣罐 4 、安全閥
方案一 上海申弘閥門(mén)有限公司生產(chǎn)相關(guān)的產(chǎn)品有：減壓閥(氣體減壓閥減壓閥采用自力式壓力調(diào)節(jié)閥，因簡(jiǎn)單方便，維護(hù)量小，特別是在現(xiàn)場(chǎng)能適用在無(wú)電無(wú)氣的場(chǎng)合，因此在蒸汽減壓的系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，見(jiàn)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(chǎng)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(chǎng)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 ZZYP自力式壓力調(diào)節(jié)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(mén)的響應(yīng)速度，從而提高閥門(mén)的調(diào)節(jié)精度；
4 ZZYM自力式壓力套筒調(diào)節(jié)閥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(wú)顆粒狀雜質(zhì)，適用于壓降較大，閥門(mén)口徑不大，泄漏量要求不高的場(chǎng)合；
5 ZZYN型自力式雙座調(diào)節(jié)閥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(mén)口徑較大的場(chǎng)合；
6 膜片式執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用橡膠膜片作為壓力檢測(cè)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(cè)元件，適用于控制壓力較高的場(chǎng)合，壓力設(shè)定值≥ 0.6MPa；
8 波紋管執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用波紋管作為壓力檢測(cè)元件，適用于高溫等較惡劣工況的場(chǎng)合。
采用自力式壓力調(diào)節(jié)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(wèn)題：
序號(hào) | 注意點(diǎn) | 作用 | 使用不當(dāng)產(chǎn)生后果問(wèn)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(guò)壓保護(hù)裝置 | 防止閥門(mén)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)自力式壓力調(diào)節(jié)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(guò)小時(shí)，導(dǎo)致自力式壓力調(diào)節(jié)閥趨向關(guān)閉，而產(chǎn)生安全閥起跳頻繁。 |
4 | 因盡量減小自力式壓力調(diào)節(jié)閥填料密封處的摩擦力， | 防止因摩擦力過(guò)大而產(chǎn)生閥門(mén)反應(yīng)滯后現(xiàn)象。 | 導(dǎo)致閥后安全閥起跳頻繁或壓力過(guò)低現(xiàn)象 |
方案二 采用一臺(tái)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，特點(diǎn)是調(diào)節(jié)精度比自力式壓力調(diào)節(jié)閥要高的多，但成本和維護(hù)要求較高。
方案二 一臺(tái)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制
管道配置：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(guò)程控制器）
壓力變送器根據(jù)測(cè)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)閥發(fā)出調(diào)節(jié)信號(hào)。而氣動(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(guò)調(diào)節(jié)閥的流量，直到測(cè)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)。
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(mén)的開(kāi)度很小，閥門(mén)在小開(kāi)度情況下不是很穩(wěn)定，容易出現(xiàn)閥門(mén)震蕩。解決方案：采用兩個(gè)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥并聯(lián)。
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：
1、截止閥 2 、 A閥（氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥附帶定位器和空氣過(guò)濾減壓器） 3、安全閥 4 、壓力變送器 5、控制臺(tái)（過(guò)程控制器） 6 、B閥（氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥附帶定位器和空氣過(guò)濾減壓器）
A閥接收調(diào)節(jié)儀4~12.5mA時(shí)閥門(mén)從關(guān)閉至全開(kāi)，B閥接收調(diào)節(jié)儀11.5~20mA時(shí)閥門(mén)從關(guān)閉至全開(kāi)，這兩臺(tái)閥門(mén)通過(guò)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(guò)A閥的開(kāi)度變化來(lái)實(shí)現(xiàn)。工況在大流量時(shí)，A閥全開(kāi)也滿足不了要求時(shí)，這時(shí)B閥也開(kāi)啟，從而來(lái)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。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：甲烷減壓閥
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