工業(yè)蒸汽減壓閥設(shè)計方案對比

 工業(yè)蒸汽減壓閥設(shè)計方案對比

我們通過多年的設(shè)計制造、現(xiàn)場應(yīng)用及實踐、分析、總結(jié)，將工廠主管道蒸汽減壓三個方案進行分析比較，從而選用合適的方案，達到減壓穩(wěn)壓效果。對于負荷波動較大的蒸汽系統(tǒng),減壓閥的設(shè)計至關(guān)重要,不恰當(dāng)?shù)倪x型對設(shè)備安全與系統(tǒng)節(jié)能均會帶來不利影響.先導(dǎo)式減壓閥并聯(lián)閥站對負荷變化適應(yīng)能力強,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負荷變化適應(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,為負荷波動較大場合下的蒸汽減壓設(shè)計提供了新的思路.改造后設(shè)備運行穩(wěn)定,安全可靠,頗有推廣使用價值.
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存在壓力波動較大的情況以及工廠在實際使用的流量波動范圍較大，因此在進入工廠的蒸汽主管道壓力進行減壓穩(wěn)壓。

工業(yè)蒸汽減壓閥設(shè)計方案對比解決以上問題通常采用以下三個方案，

方案一是采用自力式蒸汽減壓閥，

方案二是采用氣動或電動調(diào)節(jié)閥單臺控制，

方案三是采用氣動或電動調(diào)節(jié)閥兩臺并聯(lián)分程控制

工業(yè)蒸汽減壓閥設(shè)計方案對比方案一: 一臺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)自身能量作為動力源。引入執(zhí)行機構(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，具有動作靈敏，壓力波動小等特點。 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。因為它是獨立的，所以沒有必要在下游安裝外部傳感器線，而且這個閥門的精度通常是下游設(shè)置點的~/-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。這個擴大的隔膜面積打開一個更大的主閥，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，隔膜對壓力變化更加敏感，精度達到/-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：

1、壓力設(shè)定點可在壓力調(diào)節(jié)范圍內(nèi)現(xiàn)場調(diào)節(jié)；
2、閥體部分與執(zhí)行機構(gòu)采用模塊化設(shè)計，可根據(jù)現(xiàn)場要求變化更改執(zhí)行機構(gòu)或彈簧，實現(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)計方案對比采用自力式蒸汽減壓閥方案中應(yīng)特別注意以下幾個關(guān)鍵點，也是實際應(yīng)用使用不當(dāng)經(jīng)常出現(xiàn)的問題：

工業(yè)蒸汽減壓閥設(shè)計方案對比方案二：

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

方案二采用一臺氣動調(diào)節(jié)閥或電動調(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，在控制臺中與設(shè)定值比較，當(dāng)兩者之差達到一定數(shù)值后，控制臺向氣動調(diào)節(jié)閥（電動調(diào)節(jié)閥）發(fā)出調(diào)節(jié)信號。而氣動調(diào)節(jié)閥（電動調(diào)節(jié)閥）的執(zhí)行機構(gòu)按此信號，使閥桿帶動閥芯產(chǎn)生位移，改變通過調(diào)節(jié)閥的流量，直到測試點壓力達到要求.從而達到自動調(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)流體的動壓頭，達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。電動無級調(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)流體的動壓頭，達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，實時監(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)備的安全運行。

以上兩種方案是工廠的常用的兩種方案，但在實際應(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，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，采用兩個氣動調(diào)節(jié)閥或電動調(diào)節(jié)閥并聯(lián)。

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

方案三  采用兩臺氣動調(diào)節(jié)閥并聯(lián)進行同向分程控制：
      A閥接收調(diào)節(jié)儀4~12.5mA時閥門從關(guān)閉至全開，B閥接收調(diào)節(jié)儀11.5~20mA時閥門從關(guān)閉至全開，這兩臺閥門通過兩只通向作用的定位器實現(xiàn)。工況在小流量時，B閥處于關(guān)閉狀態(tài)，通過A閥的開度變化來實現(xiàn)。工況在大流量時，A閥全開也滿足不了要求時，這時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)時負荷變化要求，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，在控制臺中與設(shè)定值比較，當(dāng)兩者之差達到一定數(shù)值后，控制臺向電動控制閥發(fā)出調(diào)節(jié)信號。而電動控制閥的執(zhí)行機構(gòu)按此信號，使閥桿帶動閥芯產(chǎn)生位移，改變通過控制閥的流量，直到測試點壓力達到要求.從而達到自動控制壓力的目的。壓力調(diào)壓閥采用電動單座調(diào)節(jié)閥（或防爆型電動調(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±0.2%的控制精度，調(diào)節(jié)性能及控制精度遠超過常規(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，投入運行。

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

（5）打開執(zhí)行器接線盒蓋，進行行程校驗。

該閥大的特點只需普通220V電源，利用被調(diào)介質(zhì)自身能量，直接對蒸汽、熱氣、熱油與氣體等介質(zhì)的壓力（溫度）實行自動調(diào)節(jié)和控制，亦可使用在防止對過熱或熱交換場合。采用擴散硅壓力芯體作為測量單元。擴散硅傳感器的原理是硅材料受壓力作用時電阻發(fā)生變化的特性。電阻連接成一個惠斯通電橋，測量時，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)生一個與壓力成正比的電壓信號，再通過變送控制器轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的4~20mA信號顯示、控制及輸出。精巧實用，功能齊全，體積小巧，安裝方便，使用靈活，經(jīng)濟適用。還可以選擇是否帶LED表頭顯示，控制接點數(shù)量等。

蒸汽減壓穩(wěn)壓三個方案分析結(jié)論：

蒸汽減壓閥，減壓閥單獨看名字就是減壓的作用，其實沒錯的，它就通過調(diào)節(jié)，將進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)定的空氣源動力用于調(diào)節(jié)控制。以下是對三個方案進行綜合比較，控制方案的選擇，取決于實際應(yīng)用的要求和客戶的使用偏好。