工業(yè)蒸汽減壓閥如何控制壓力減壓閥有什么優(yōu)勢(shì)?蒸汽減壓閥有什么類(lèi)型?
在受到加熱作用時(shí),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(huì)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(shí),就會(huì)形成濕蒸汽。蒸汽在許多工業(yè)應(yīng)用中使用。見(jiàn)的應(yīng)用是工藝加熱和驅(qū)動(dòng)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(shí),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(guò)程控制工程的一部分。
活塞式蒸汽減壓閥適用于蒸汽介質(zhì)管路上,通過(guò)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(shí),靠介質(zhì)本身能量可自動(dòng)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(pán)、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(guò)調(diào)節(jié)閥門(mén)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(guò)導(dǎo)閥啟閉驅(qū)動(dòng)活塞調(diào)節(jié)主閥節(jié)流部位過(guò)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(chǎng)時(shí),調(diào)節(jié)彈簧處于未壓縮狀態(tài),此時(shí)主閥瓣和付閥瓣處于關(guān)閉狀態(tài),使用時(shí)按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺釘,壓縮調(diào)節(jié)彈簧,使膜片下移頂開(kāi)付閥瓣,介質(zhì)由a孔通過(guò)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(dòng)推動(dòng)主閥瓣離開(kāi)主閥座,使介質(zhì)流向閥后,同時(shí)由c孔進(jìn)入膜片下方,當(dāng)閥后壓力超過(guò)調(diào)定壓力時(shí),推動(dòng)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(dòng),使流入活塞上方的介質(zhì)減小,壓力也隨之下降,此時(shí)主閥瓣在主閥瓣彈簧力的推動(dòng)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(shí),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。
工業(yè)蒸汽減壓閥如何控制壓力為何過(guò)程控制中需要使用蒸汽控制閥
從技術(shù)上講,閥門(mén)是任何系統(tǒng)中用來(lái)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(huì)在高壓下工作,因?yàn)榈蛪翰僮鲿?huì)導(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(guò)程會(huì)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(dòng)調(diào)節(jié)溫度。降低蒸汽壓力也與工廠(chǎng)的安全需求有關(guān)。蒸汽壓力可以通過(guò)蒸汽控制閥來(lái)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(guò)局部減壓來(lái)為每個(gè)蒸汽用戶(hù)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(jiàn)方法是通過(guò)節(jié)流來(lái)減小蒸汽通道的尺寸。對(duì)于最基本的減壓,可以簡(jiǎn)單地在固定的、部分開(kāi)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(dòng)都會(huì)伴隨相應(yīng)的壓力波動(dòng)。為了避免出現(xiàn)這種情況,可以使用減壓閥來(lái)精確控制下游的壓力。這些減壓閥能自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度,以確保即使流量產(chǎn)生波動(dòng),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(shì)
通過(guò)使用啟動(dòng)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(guò)自動(dòng)的獨(dú)立操作來(lái)控制壓力的優(yōu)勢(shì),無(wú)需任何類(lèi)型的外部動(dòng)力。它可以通過(guò)基于對(duì)下游壓力的即刻感知和調(diào)整,做出極快的響應(yīng)動(dòng)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。
工業(yè)蒸汽減壓閥如何控制壓力蒸汽減壓閥的類(lèi)型
在減壓閥中,自動(dòng)調(diào)節(jié)下游壓力的機(jī)構(gòu)通常會(huì)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(mén)開(kāi)度:
?無(wú)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(lèi)型的的特性概述。
直接作用式減壓閥(無(wú)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(jià)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(guò)直接作用于閥門(mén)本身的平衡力來(lái)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(lái)自二次壓力的向上的力。
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(mén)的開(kāi)度直接取決于調(diào)節(jié)彈簧的移動(dòng)。如果彈簧被壓縮,它會(huì)在閥門(mén)上產(chǎn)生開(kāi)啟力,從而增加流量。當(dāng)壓力向下游積聚時(shí),則下游壓力會(huì)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(kāi)啟閥門(mén)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(shí),抵消下游壓力的變化。最終的結(jié)果是通過(guò)閥孔板簡(jiǎn)單地控制會(huì)導(dǎo)致壓力下降的高流速處的壓力。
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(duì)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(jià)格高。
輸出蒸汽壓力的調(diào)節(jié)方式與直接作用式PRV類(lèi)似,但通過(guò)先導(dǎo)閥進(jìn)行間接調(diào)節(jié)。當(dāng)先導(dǎo)閥啟動(dòng)時(shí),向較大的主閥提供比先導(dǎo)閥本身高得多的開(kāi)啟流量。然后,先導(dǎo)閥通過(guò)二次壓力實(shí)現(xiàn)平衡,從而相應(yīng)地控制通向主閥的開(kāi)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(kāi)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(kāi)啟和關(guān)閉由調(diào)節(jié)彈簧和二次壓力之間的力平衡來(lái)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(kāi)啟和關(guān)閉會(huì)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(huì)產(chǎn)生向下的作用力,活塞或隔膜表面會(huì)放大該力,從而使主閥開(kāi)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(huì)放大向下的作用力,先導(dǎo)閥開(kāi)口的細(xì)微變化會(huì)導(dǎo)致通過(guò)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(mén)的主要優(yōu)點(diǎn)。
公稱(chēng)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 |
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 |
零件名稱(chēng) | 零件材料 |
閥體 閥蓋 底蓋 | WCB |
閥座 閥盤(pán) | 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)
從以上特點(diǎn)可以看出,無(wú)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(jiǎn)而言之:
當(dāng)負(fù)載較小時(shí),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(shí)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。
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?jiǎn)單的直接作用式PRV來(lái)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(huì)根據(jù)接收設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)而產(chǎn)生大幅波動(dòng)。
這種負(fù)載變化和大容量要求使用先導(dǎo)式減壓閥來(lái)降低壓力。此外,某些設(shè)備所使用的蒸汽量可能在啟動(dòng)時(shí)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(lái)進(jìn)行減壓。