溫度超過500℃蒸汽減壓閥

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之前介紹減壓閥前后的壓力變化，現(xiàn)在介紹溫度超過500℃蒸汽減壓閥 當(dāng)介質(zhì)溫度超過500℃蒸汽減壓閥，閥體選用什么材料為宜？
    當(dāng)介質(zhì)溫度超過500℃時，閥體可選用鉻鉬鋼]Cr5Mo、鉻鉬釩鋼12CrlMoV及奧氏體不銹鋼06Cr19Nil0等耐高溫材料。高溫調(diào)節(jié)閥指的是工作中溫度大于450℃的閥門。可劃分450~600℃600~700℃、750℃三類。
高溫調(diào)節(jié)閥一般都會涉及的主要問題有哪些?

嚴(yán)重的熱脹冷縮問題，使導(dǎo)向的間隙、閥板的轉(zhuǎn)動間隙因膨脹而減少甚至變成了過盈，從而被卡住。高溫下，材料產(chǎn)生的蠕變導(dǎo)致材料力學(xué)性能大幅度下降。當(dāng)介質(zhì)溫度超過500℃時，閥體可選用鉻鉬lCr5Mo、鉻鉬釩鋼12CrlMoV及奧氏體不銹鋼0Crl8Ni9等耐髙溫材料。那么從熱度考慮，閥體及閥內(nèi)件的材料該如何選擇?用于450℃以上環(huán)境的調(diào)劑發(fā)，在設(shè)計和選用時必須考慮溫度、壓力標(biāo)間對材料機械的強度的影響，如果在鍋爐給水系統(tǒng)和過熱旁路系統(tǒng)高溫條件下，常規(guī)閥體及閥內(nèi)件材料是不適用的。因此，必須選用更加耐用的材料。一般材料可使用的高溫度達500℃左右。對于高于538℃的場合。閥體通常采用鉻鉬鋼。對高溫度達1035℃左右的場合，一般選用SUS310S型不銹鋼，而且材料含碳量必須控制帶0.04%~0.08%之間。對于更高的溫度，在這里建議大家采用內(nèi)襯非金屬耐熱材料或特殊的耐高溫、高強度合金從熱脹冷縮考慮，怎樣從結(jié)構(gòu)上采用措施防止泄露?
可以采用同閥座密封焊法防止泄露。當(dāng)它的溫度高達750的時候，螺紋連接的閥座在與閥體連接的密封面和螺紋處引起泄漏，并能將螺紋沖蝕，產(chǎn)生閥座掉落的危險。遇到這種類型的故障，應(yīng)該優(yōu)先考慮對閥座進行密封焊，以防止松動和脫落。
蒸汽壓力調(diào)節(jié)設(shè)備
蒸汽減壓是通過流體在閥門中的節(jié)流實現(xiàn)的，流體通過減壓閥時的流動過程是絕熱節(jié)流過程，這種過程是不可逆的絕熱膨脹等焓流動，節(jié)流后焓值不變，溫度有所降低，比容和熵有所增加。目前工程上通常采用機械式高溫高壓蒸汽減壓閥和電動/氣動蒸汽調(diào)節(jié)閥對蒸汽進行減壓。

蒸汽壓力電動/氣動調(diào)節(jié)系統(tǒng)
1.1.1工作原理
由壓力傳感器將閥后壓力信號轉(zhuǎn)換成4-20MA電流信號送至PID調(diào)節(jié)器，在PID調(diào)節(jié)器內(nèi)設(shè)定閥后壓力，由PID調(diào)節(jié)器經(jīng)過計算向電動蒸汽調(diào)節(jié)閥輸出4-20MA控制信號，控制閥門開啟度，以維持閥后壓力穩(wěn)定。蒸汽壓力電動/氣動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度由調(diào)節(jié)閥的工作流量特性（即調(diào)節(jié)閥在前后壓差隨流量變化的工作條件下，調(diào)節(jié)閥相對開度與相對流量之間的關(guān)系）決定。用電動或氣動控制閥+壓力傳感器+控制儀來控制，這種方法并且壓力負(fù)荷變化較小的場合。
1.1.2 系統(tǒng)特點
a．在蒸汽流量較小時（<1.5t/h）電動調(diào)節(jié)閥不能控制流量和閥后壓力。
b. 在蒸汽流量較大時（>5t/h）電動調(diào)節(jié)閥控制蒸汽流量和閥后壓力較為。
c. 蒸汽電動調(diào)節(jié)閥開度較大時阻力較小，壓降<0.05Mpa。
1.1.3 應(yīng)用場合
蒸汽壓力電動/氣動調(diào)節(jié)系統(tǒng)適用于流量負(fù)荷較大，機械式調(diào)節(jié)閥精度無法滿足要求的場合。
1.1.4 調(diào)節(jié)閥選型
為合理選定調(diào)節(jié)閥，應(yīng)正確計算調(diào)節(jié)閥的流通能力，否則會使調(diào)節(jié)閥的口徑選得過大或過小。如果口徑選
得過大，不僅浪費投資，而且會使閥門經(jīng)常處于小開度位置，從而造成調(diào)節(jié)品質(zhì)下降。反之，如果口徑選
得過小，即使閥門處于全開狀態(tài)，也不能適應(yīng)大負(fù)荷的需要，使調(diào)節(jié)系統(tǒng)失靈。
    流通能力的定義是：當(dāng)閥門全開，閥兩端的壓力降為0.1Mpa，流體的密度為1g/cm3時，每小時流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的流量，用符號C來表示。對于蒸汽C值按下式計算：   
C=              式中：Q----大流量(kg4/h）
----大流量時的進口壓力（MPa）
----大流量時的進口壓力（MPa）
K----K=1+（0.0013*過熱溫度/℃）
----大流量時進出口壓力差（MPa）=（-）
注：
以上公式只適用于水蒸氣。
除了流量系數(shù)的選擇計算外，調(diào)節(jié)閥選擇時還應(yīng)該注意與執(zhí)行器配合后的大承受壓差，調(diào)節(jié)閥的大工作溫度以及控制信號、調(diào)節(jié)特性曲線等。

1.1.5調(diào)節(jié)閥的安裝
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,自力式減壓閥一般情況下，蒸汽調(diào)節(jié)閥前需要安裝有疏水閥組，實現(xiàn)對閥前的冷凝水的自動及時排放，避免管道中的凝結(jié)水對調(diào)節(jié)閥形成的水擊損壞；如果調(diào)節(jié)閥后為提升管道，也應(yīng)該安裝相應(yīng)得疏水閥組；另外調(diào)節(jié)閥前一般應(yīng)該在水平管道上側(cè)裝與進口管道同徑的過濾器，濾網(wǎng)不小于40—60目。其次，一般調(diào)節(jié)閥前后要進行縮擴徑處理，變徑時使用偏心大小頭，避免使用同心大小頭。其他安裝事項大致與機械式減壓閥相同。
1.2  機械式高溫高壓蒸汽減壓閥
機械式高溫高壓蒸汽減壓閥靠調(diào)節(jié)閥芯與閥座流通截面積以穩(wěn)定閥后壓力的穩(wěn)定，一般分為兩類，即直接作用型和先導(dǎo)調(diào)節(jié)型。機械式高溫高壓蒸汽減壓閥有以下特點：閥門在小流量下后端壓力變化較小，在小流量大壓差工況下減壓效果較好。閥門在大流量情況下閥后壓力下降較大。機械式高溫高壓蒸汽減壓閥適用于流量負(fù)荷較小。在常規(guī)應(yīng)用中機械式高溫高壓蒸汽減壓閥使用較為廣泛，他們的調(diào)節(jié)比一般為10:1或20:1。
1.2.1  直接作用型高溫高壓蒸汽減壓閥直接作用式減壓閥工作過程：

  
直接作用式減壓閥的安裝：

1.2.2   內(nèi)部先導(dǎo)式減壓閥
內(nèi)部先導(dǎo)式減壓閥工作過程：
先導(dǎo)閥膜片感應(yīng)壓力變化；
先導(dǎo)閥將放大的信號輸出給移動主閥的活塞；
主閥補償迅速恢復(fù)壓力
內(nèi)部先導(dǎo)式減壓閥的操作：
·啟動
- 放松設(shè)定彈簧
- 高溫高壓蒸汽和閥簧將導(dǎo)閥和主閥關(guān)閉
·調(diào)整設(shè)定壓力
- 壓緊設(shè)定彈簧
   - 導(dǎo)閥打開
   - 活塞上部的高溫高壓蒸汽推動主閥打開
   - 蒸汽流過主閥到達出口
   - 蒸汽壓力通過內(nèi)部傳感孔到達膜片下側(cè)
·獲得設(shè)定壓力：
- 金屬膜片下側(cè)的壓力使得膜片上移關(guān)閉主閥
        - 活塞兩側(cè)的壓力慢慢相等，主閥在下游壓力與設(shè)定壓力相等時找到位置點
        - 主閥位置建立，調(diào)整到了設(shè)定壓力
內(nèi)部先導(dǎo)式減壓閥的特點：
·尺寸小
·內(nèi)部通道免去了外部接管
·在先導(dǎo)式閥中購買和安裝成本低
·排量較大
·精度高于直接作用式，精度為±5%
內(nèi)部先導(dǎo)式減壓閥安裝使用說明：
減壓系統(tǒng)安裝示意圖

當(dāng)安裝減壓閥時
注意 （1）不要隨意拆卸減壓閥，否則可能會影響減壓閥的正常使用效果。
（2）在配管前,進行管路清洗,去除其中的異物和銹層,否則可能造成機器故障。（3）在減壓閥的進口前
安裝一個過濾器（濾網(wǎng)為100目或相當(dāng)?shù)模７駝t將影響      閥的性能，無法實現(xiàn)正確的壓力控制。
（4）在減壓閥后安裝一個安全閥。否則會由于意外過壓，不能進行安全報警，并且會對設(shè)備造成損壞。
（5）在減壓閥前后各安裝一塊壓力表。否則將影響正常的壓力設(shè)定和控制。
（6）在減壓閥前安裝一只蒸汽疏水閥，防止凝結(jié)水積聚。否則將造成凝結(jié)水無法及時排放，影響閥的性
能或者造成其他不良后果。
（7）當(dāng)安裝快速開關(guān)閥時（例如電磁閥），與減壓閥的距離至少3米。否則可能由于壓力波動太快，造成減壓閥無法實現(xiàn)正常的減壓功能或大大縮短減壓閥的使用壽命。
（8）在兩級減壓系統(tǒng)中，兩個減壓閥之間的距離少3米，否則可能影響正常使用，無法實現(xiàn)正常的減壓。
（9）按照流體的流向，正確進行安裝，否則可能影響正常使用。
（10）不允許在減壓閥上放置重物或?qū)ζ溥M行扭轉(zhuǎn)和劇烈的震動，否則可能產(chǎn)生機器故障。
（11）垂直向上安裝減壓閥；安全閥設(shè)定壓力應(yīng)略高于減壓閥后的壓力，一般高出10%或者0.07MPa；
（12）當(dāng)減壓比很大時，應(yīng)安裝多級減壓器以保證管道中的流速≤30m/s。為了能容易的拆卸和更換減壓閥，在其上下均應(yīng)該預(yù)留足夠的空間

減壓閥操作須知
警告  （1）不許用裸手直接接觸閥體，否則可能造成燙傷。
注意  （1）在操作前，應(yīng)首先關(guān)閉減壓閥前截斷閥，并利用旁路去除全部異物和鐵銹，否則可能造成減壓閥故障，無法正常工作。
（2） 通過旁路管線的二次側(cè)壓力必須低于設(shè)定壓力。否則由于通過旁路管線的二次側(cè)壓力高于設(shè)定壓力，引起安全閥起跳。
（3） 當(dāng)調(diào)整壓力時，慢慢地輕動調(diào)整螺絲，不當(dāng)?shù)恼{(diào)整操作可能行成水擊或砰砰作響聲等，對減壓閥或其他設(shè)備造成損壞。
（4） 管線中的凝結(jié)水要*排除，當(dāng)長時間不用時，應(yīng)關(guān)閉減壓閥前后的截止閥。（管路中產(chǎn)生的鐵銹可能造成故障）
（5） 對于帶手柄的型號，確實需要進行手動操作時，應(yīng)首先按下手柄，再進行轉(zhuǎn)動調(diào)整；此時，不可用力過大或轉(zhuǎn)動過快，以免損壞手柄。
減壓閥壓力調(diào)整步驟
按照以下步驟慢慢轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)螺絲，即可完成設(shè)定。不當(dāng)?shù)恼{(diào)整操作可能形成水擊或砰砰作響聲等，可能對減壓閥或其他設(shè)備造成損壞。
（1）關(guān)閉減壓閥前后截斷閥，在保證安全閥不起跳的情況下，開啟旁路管線截斷閥并保持足夠的時間，以完成利用流通介質(zhì)對管道中的異物或銹層的吹掃去除。吹掃完成后，關(guān)閉旁路管線截斷閥。
（2）緩慢打開安裝在減壓閥前的截斷閥，并調(diào)整減壓閥后截斷閥的開啟度，保持管道有小流量通過。
（3）松緊螺母，緩慢轉(zhuǎn)動調(diào)整螺絲，并觀察閥后的壓力表，直到要求的設(shè)定植為止（順時針轉(zhuǎn)動壓力上升，逆時針轉(zhuǎn)動壓力下降）。對于帶手柄的型號，由于正常狀態(tài)下，手柄處于自鎖位置，因此調(diào)整壓力時，應(yīng)首先按下手柄，松開自鎖，再緩慢轉(zhuǎn)動調(diào)整螺絲，并觀察閥后近的壓力表，直到要求的設(shè)定植為止（順時針轉(zhuǎn)動手柄時，閥后壓力上升；逆時針轉(zhuǎn)動手柄時，閥后壓力下降。）。
（4）緩慢打開減壓閥后截斷閥，并按照步驟（3）進一步調(diào)整閥后壓力，直到要求的設(shè)定植為止。
（5）完成調(diào)整后，擰緊鎖緊螺母。對于帶手柄的型號，拉出手柄，利用內(nèi)部裝置鎖緊；如果手柄沒有鎖緊，左右轉(zhuǎn)動手柄，即可完成自鎖動作。

減壓閥安裝配置參考示例：
1.2.3 外部先導(dǎo)型高溫高壓蒸汽減壓閥
外部先導(dǎo)式蒸汽減壓減壓閥，由壓力反饋管把閥后壓力傳遞至膜盒，膜盒產(chǎn)生位移使閥芯與閥座流通截面
積改變而維持閥后壓力穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。
馬克丹尼先導(dǎo)式蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥介紹
    HD Series先導(dǎo)式調(diào)節(jié)閥
  球墨鑄鐵閥體——HD系列
  HD系列配置全徑過濾器與吹除式排污閥，
  安裝在導(dǎo)閥適配器里以防污物進入
  淬硬不銹鋼閥座密封面，保證長周期運行
  預(yù)裝管件及先導(dǎo)閥適配器
典型應(yīng)用
     Watson Mcdaniel 公司出品的D系列和HD系列先導(dǎo)式調(diào)節(jié)閥適用于蒸汽系統(tǒng)中對壓力和溫度控制的場合。D系列調(diào)節(jié)閥材質(zhì)是鑄鐵；HD系列調(diào)節(jié)閥材質(zhì)是壓力與溫度等級更高的球墨鑄鐵。該系列調(diào)節(jié)閥可配用多種不同用途的先導(dǎo)閥，有壓力先導(dǎo)式，溫度先導(dǎo)式以及壓力溫度組合先導(dǎo)式。每一種先導(dǎo)閥均可通過先導(dǎo)閥適配器進行組合與拆卸。這種模塊設(shè)計使得系列產(chǎn)品用途十分廣泛。該列減壓閥提供了覆蓋整個壓力范圍的彈簧等級，并用顏色加以區(qū)別。常選用的先導(dǎo)閥有P型壓力先導(dǎo)閥和T型溫度先導(dǎo)閥。

壓力 — 溫度先導(dǎo)閥
    PT型先導(dǎo)閥組是用于系統(tǒng)要求一個調(diào)節(jié)閥既要控制壓力又要控制溫度的場合。當(dāng)調(diào)節(jié)閥安裝PT型先導(dǎo)
閥后。下游壓力受P型壓力先導(dǎo)閥的大壓力設(shè)定值限定，而T型溫度先導(dǎo)閥保證其準(zhǔn)確的使用溫度。
背壓先導(dǎo)閥
    當(dāng)需要控制系統(tǒng)的背壓時，可在HD系列調(diào)節(jié)閥上配裝BP型背壓先導(dǎo)閥，這種先導(dǎo)閥控制調(diào)節(jié)閥上游的壓力。先導(dǎo)閥的組合先導(dǎo)閥的一大優(yōu)勢在于可以在調(diào)節(jié)閥上安裝不同類型的先導(dǎo)閥及其組合。以上三種先導(dǎo)閥可以組合在一起進行調(diào)節(jié)閥的控制。常用的先導(dǎo)閥組合是溫度 — 壓力先導(dǎo)閥，若另外再加裝S型電磁先導(dǎo)閥，可*陰影部分只適用于溫度先導(dǎo)閥、電磁先導(dǎo)或溫度 — 電磁組合式先導(dǎo)閥。+只適用于低壓“T”型溫度先導(dǎo)閥。

外部先導(dǎo)式高溫高壓蒸汽減壓閥安裝使用說明：
壓力反饋管安裝時應(yīng)由閥體到取壓點向下傾斜，防止壓力反饋管產(chǎn)生的凝結(jié)水倒流入減壓閥，造成無法減壓或損壞減壓閥的現(xiàn)象發(fā)生，其它安裝使用注意事項與內(nèi)部先導(dǎo)式蒸氣減壓閥相同典型安裝示例：外部先導(dǎo)式蒸氣減壓閥的單級減壓站
外部先導(dǎo)式蒸氣減壓閥的串聯(lián)多級減壓站
外部先導(dǎo)式蒸氣減壓閥的并聯(lián)多級減壓站（1/3+2/3）
電力時序自動控制的減壓站
換熱器用壓力溫度組合先導(dǎo)式調(diào)節(jié)閥站
2.2 蒸汽流量控制設(shè)備
目前在自動控制蒸汽流量的系統(tǒng)中，使用較多的有電動/氣動控制閥、電磁閥、自力式溫度控制閥。以上閥門的選型與壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)得調(diào)節(jié)閥選型相同，根據(jù)流量負(fù)荷與閥門前后的壓力差，計算出相應(yīng)得需求流量系數(shù)，同時考慮適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)，一般為1.2來選取合適的閥門口徑。注意：在進行閥門選型時必須考慮閥門承受的溫度和壓力差，在壓差較大時，需要考慮使用平衡閥或者自
力式溫度控制閥中的雙閥座閥。電磁閥一般用于流量控制要求較低，管道口徑較小，并且蒸汽溫度較低的場合，這是因為蒸汽溫度較高后，長時間工作會造成電磁閥的磁通量降低，執(zhí)行器輸出力矩減小，有時會造成動作困難或者*失效。
電動/氣動控制閥用于要求流量控制或者蒸汽流量較大的場合。用于過熱蒸汽時必須考慮相應(yīng)得閃蒸
汽蝕余量。
自力式溫度控制閥在一般的換熱設(shè)備的蒸汽流量控制上使用較為廣泛，控制系統(tǒng)*利用內(nèi)部機械機構(gòu)，
無需外部動力，控制較為，使用穩(wěn)定、壽命較長。
美國馬克丹尼公司的自力式溫度控制閥主要有兩種：
2.2.1 HDT系列先導(dǎo)式溫度調(diào)節(jié)閥
  它是采用HD系列調(diào)節(jié)閥安裝“T”型溫度先導(dǎo)閥適用于控制各種工藝及系統(tǒng)中的溫度 ，典型工況包括熱
油器、加熱爐、加熱器、干燥器及熱夾套等。
工作原理：
安裝溫度先導(dǎo)閥用以控制溫度先導(dǎo)式調(diào)節(jié)閥的操作工況。測溫探頭內(nèi)填充熱靜力感應(yīng)液體以監(jiān)測被測區(qū)域
的溫度。測溫探頭與溫度先導(dǎo)閥之間由一根毛細(xì)管連接。當(dāng)測溫頭被加熱，探頭內(nèi)的液體膨脹并通過毛細(xì)
管傳遞到溫度先導(dǎo)閥上的波紋管。通過波紋管的熱脹冷縮控制溫度先導(dǎo)式調(diào)節(jié)閥的開關(guān)。
技術(shù)規(guī)格表
型號    HDT系列    溫度控制范圍
接口尺寸    DN15—DN150    16--49℃（黃）
38--71℃（黑）
49--82℃（蘭）
71--104℃（紅）
93--127℃（綠）
接口形式    螺紋1/2〞--2〞   
    法蘭 DN25 DN40—DN150   
高工作壓力    2.07MPa   
高工作溫度    343℃   
溫度控制精度    ±1.7℃   
選型安裝使用：
選型與HD系列減壓閥相同
溫度調(diào)節(jié)可通過旋轉(zhuǎn)先導(dǎo)閥上調(diào)節(jié)旋鈕輕松設(shè)定所需要的溫度。溫度探頭安裝于被加熱介質(zhì)中，并與其能夠充分接觸，具體安裝請根據(jù)使用設(shè)備咨詢馬克丹尼技術(shù)工程師。其他的安裝注意事項與減壓閥相同。
典型安裝：
 
2.2.2 175型/91400C型溫度控制閥
175型溫度控制閥為單座溫度控制閥，91400C為雙座溫度控制閥。
工作原理：
175/91400C系列自作用式溫度控制閥是通過密封波紋管、毛細(xì)管以及溫度探頭組件進行工作的。測溫探頭插入需要進行溫控的介質(zhì)中。當(dāng)探頭周圍的溫度升高，探頭內(nèi)易揮發(fā)液體氣化，通過毛細(xì)管及波紋管的膨脹，傳遞給閥桿一個向下的力。反之，給閥桿一個向上的力。在溫控范圍內(nèi)，通過調(diào)節(jié)溫控閥可將溫度調(diào)節(jié)到任意所需要的數(shù)值。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：200X先導(dǎo)隔膜式水用減壓閥安裝要求