工業(yè)蒸汽減壓閥設(shè)計(jì)方案對(duì)比

【資料簡介】

 工業(yè)蒸汽減壓閥設(shè)計(jì)方案對(duì)比

我們通過多年的設(shè)計(jì)制造、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及實(shí)踐、分析、總結(jié)，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)到減壓穩(wěn)壓效果。對(duì)于負(fù)荷波動(dòng)較大的蒸汽系統(tǒng),減壓閥的設(shè)計(jì)至關(guān)重要,不恰當(dāng)?shù)倪x型對(duì)設(shè)備安全與系統(tǒng)節(jié)能均會(huì)帶來不利影響.先導(dǎo)式減壓閥并聯(lián)閥站對(duì)負(fù)荷變化適應(yīng)能力強(qiáng),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(duì)負(fù)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(fù)荷波動(dòng)較大場(chǎng)合下的蒸汽減壓設(shè)計(jì)提供了新的思路.改造后設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定,安全可靠,頗有推廣使用價(jià)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(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。

工業(yè)蒸汽減壓閥設(shè)計(jì)方案對(duì)比解決以上問題通常采用以下三個(gè)方案，

方案一是采用自力式蒸汽減壓閥，

方案二是采用氣動(dòng)或電動(dòng)調(diào)節(jié)閥單臺(tái)控制，

方案三是采用氣動(dòng)或電動(dòng)調(diào)節(jié)閥兩臺(tái)并聯(lián)分程控制

工業(yè)蒸汽減壓閥設(shè)計(jì)方案對(duì)比方案一: 一臺(tái)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(dòng)力源。引入執(zhí)行機(jī)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(dòng)作靈敏，壓力波動(dòng)小等特點(diǎn)。 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(cè)執(zhí)行機(jī)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(dòng)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?yàn)樗仟?dú)立的，所以沒有必要在下游安裝外部傳感器線，而且這個(gè)閥門的精度通常是下游設(shè)置點(diǎn)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(gè)擴(kuò)大的隔膜面積打開一個(gè)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(duì)壓力變化更加敏感，精度達(dá)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(dòng)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(hù)量小，特別適用于現(xiàn)場(chǎng)無電無氣的場(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、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(chǎng)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(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，適用于控制設(shè)定值≥ 0.6MPa壓力的場(chǎng)合；
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。

工業(yè)蒸汽減壓閥設(shè)計(jì)方案對(duì)比采用自力式蒸汽減壓閥方案中應(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)的問題：

序號(hào)	注意點(diǎn)	作用	使用不當(dāng)產(chǎn)生后果問題
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)安裝過壓保護(hù)裝置	防止后端閥門被打壞	（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)自力式調(diào)壓閥打壞現(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	流量過小時(shí)，導(dǎo)致自力式調(diào)壓閥趨向關(guān)閉，而產(chǎn)生安全閥起跳頻繁。
4	因盡量減小自力式調(diào)壓閥填料密封處的摩擦力，	防止因摩擦力過大而產(chǎn)生閥門反應(yīng)滯后現(xiàn)象。	導(dǎo)致閥后安全閥起跳頻繁或壓力過低現(xiàn)象。

工業(yè)蒸汽減壓閥設(shè)計(jì)方案對(duì)比方案二：

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

方案二采用一臺(tái)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥或電動(dòng)調(diào)節(jié)閥概述：
       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（電動(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（電動(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)。

減壓裝置是電動(dòng)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(dòng)壓頭，達(dá)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(dòng)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(dòng)無級(jí)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(yùn)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(dòng)壓頭，達(dá)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(fù)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(yùn)行。

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(gè)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥或電動(dòng)調(diào)節(jié)閥并聯(lián)。

 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)（過程控制器）

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：
      A閥接收調(diào)節(jié)儀4~12.5mA時(shí)閥門從關(guān)閉至全開，B閥接收調(diào)節(jié)儀11.5~20mA時(shí)閥門從關(guān)閉至全開，這兩臺(tái)閥門通過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A閥的開度變化來實(shí)現(xiàn)。工況在大流量時(shí)，A閥全開也滿足不了要求時(shí)，這時(shí)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(shí)負(fù)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(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)向電動(dòng)控制閥發(fā)出調(diào)節(jié)信號(hào)。而電動(dòng)控制閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)按此信號(hào)，使閥桿帶動(dòng)閥芯產(chǎn)生位移，改變通過控制閥的流量，直到測(cè)試點(diǎn)壓力達(dá)到要求.從而達(dá)到自動(dòng)控制壓力的目的。壓力調(diào)壓閥采用電動(dòng)單座調(diào)節(jié)閥（或防爆型電動(dòng)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(dá)±0.2%的控制精度，調(diào)節(jié)性能及控制精度遠(yuǎn)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(dòng)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(rèn)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(yùn)行。

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

（5）打開執(zhí)行器接線盒蓋，進(jìn)行行程校驗(yàn)。

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

蒸汽減壓穩(wěn)壓三個(gè)方案分析結(jié)論：

蒸汽減壓閥，減壓閥單獨(dú)看名字就是減壓的作用，其實(shí)沒錯(cuò)的，它就通過調(diào)節(jié)，將進(jìn)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(dòng)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(dòng)力用于調(diào)節(jié)控制。以下是對(duì)三個(gè)方案進(jìn)行綜合比較，控制方案的選擇，取決于實(shí)際應(yīng)用的要求和客戶的使用偏好。

特點(diǎn)比較 閥門類型方案	成本	精度及 穩(wěn)定性	適用工況	應(yīng)用舉例
方案一 （一臺(tái)自力式調(diào)閥）	便宜	低	在無電無氣的場(chǎng)合 流量變化相對(duì)不大的場(chǎng)合 安全閥的設(shè)定壓力不可接近工作壓力	閥前壓力8~10kg/cm2 閥后壓力5 kg/cm2 流量6~10t/h 選用閥門口徑DN100 （直接接收管道壓力信號(hào)）
方案二 （一臺(tái)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥）	較貴	好	在有電有氣的場(chǎng)合 可遠(yuǎn)程設(shè)定和顯示 一般用在自力式調(diào)壓閥不能滿足的場(chǎng)合，特別是流量變化相對(duì)較大和要求精確控制的場(chǎng)合	閥前壓力8~12kg/cm2 閥后壓力5 kg/cm2 流量2~10t/h 要求精確控制 選用閥門口徑DN100 （接收4~20mA調(diào)節(jié)儀信號(hào)）
方案三 （兩臺(tái)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥聯(lián)進(jìn)行同向分程控制）	更貴	很好	在有電有氣的場(chǎng)合 可遠(yuǎn)程設(shè)定和顯示 一般用在自力式調(diào)壓閥或用一臺(tái)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥不能滿足的場(chǎng)合，適合流量變化特別大的場(chǎng)合	閥前壓力8~14kg/cm2 閥后壓力5 kg/cm2 流量0.5~10t/h 要求精確控制 選用小閥口徑DN40 （接收4~12.55mA調(diào)節(jié)儀信號(hào)） 大閥口徑DN100 （接收11.5~20mA調(diào)節(jié)儀信號(hào)）