高溫高壓化工過熱蒸汽減溫減壓裝置設(shè)計(jì)規(guī)范

高溫高壓化工過熱蒸汽減溫減壓裝置設(shè)計(jì)規(guī)范

根據(jù)實(shí)際工作運(yùn)用和用戶溝通所碰到關(guān)于減溫減壓裝置的原理、結(jié)構(gòu)和安裝等事項(xiàng)，整理出來方便后續(xù)的工作開展和交流，同時(shí)也讓我們?cè)谶@個(gè)閥門圈共同成長(zhǎng)~本實(shí)用新型涉及一種高溫高壓減溫減壓閥,其包括電動(dòng)執(zhí)行器,閥桿,閥體,支架,閥蓋,閥瓣,噴嘴等,其特征在于:在閥體的進(jìn)口設(shè)置一級(jí)減壓節(jié)流孔罩,在閥瓣上設(shè)置二級(jí)調(diào)節(jié)減壓孔罩,在出口的通道中再設(shè)置多級(jí)減壓孔罩;在閥體的底部設(shè)置一減溫水管道,減溫水管道上的噴嘴與閥瓣的頂端配合.



電動(dòng)雙閥座蒸汽減壓閥主要由閥體、閥座、閥瓣等零件組成,采用雙閥座、雙錐體閥瓣的結(jié)構(gòu)。采用壓力平衡式閥瓣,通過閥瓣升降調(diào)節(jié)壓力可配用ZKZ-BC型或其它型直行程電動(dòng)執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)遙控和自動(dòng)控制。減溫減壓裝置的作用是將壓力和溫度相對(duì)高的蒸汽降為需要的低溫低壓蒸汽。 它廣泛應(yīng)用于熱電、石化、輕工、紡織等企業(yè)，實(shí)現(xiàn)蒸汽的層級(jí)利用，同時(shí)也廣泛應(yīng)用于汽輪機(jī)各系統(tǒng)。






本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)為:

1.能適應(yīng)蒸汽負(fù)荷的大范圍10-99%內(nèi)變化;

2.平衡式閥芯設(shè)計(jì),減小執(zhí)行器推力;

3.采用直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu),提高調(diào)節(jié)精度;

4.閥芯及閥柵密封面堆焊"司太立"硬質(zhì)合金耐沖刷;

5.最泄漏率;

6.低噪音設(shè)計(jì);

7.檢修時(shí)不拆除閥體就能方便對(duì)內(nèi)部組件進(jìn)行拆裝;

8.減溫水量調(diào)節(jié)與蒸汽減壓由同一執(zhí)行器瞬間同步調(diào)節(jié).



高溫高壓化工過熱蒸汽減溫減壓裝置設(shè)計(jì)規(guī)范減溫減壓裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述

　本裝置由減壓、減溫、安全保護(hù)、蒸汽管道和熱力調(diào)節(jié)系統(tǒng)等組成。

　　　　1、減壓系統(tǒng)：蒸汽的減壓是由減溫減壓閥來實(shí)現(xiàn)的。減溫減壓閥與電動(dòng)（或氣動(dòng)，以下同）執(zhí)行器相連，當(dāng)管道內(nèi)的蒸汽壓力變化時(shí)，電動(dòng)執(zhí)行器啟動(dòng)，帶動(dòng)減壓閥瓣上下升降，調(diào)節(jié)減壓比的大小，使管道內(nèi)的蒸汽壓力保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。

　　　　2、減溫系統(tǒng)：由電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、噴嘴、混合管道、節(jié)流器、節(jié)流閥等組成。減溫水經(jīng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥后，流入減溫減壓閥，經(jīng)閥瓣噴孔噴入閥體內(nèi)使水、汽直接混合來實(shí)現(xiàn)蒸汽的減溫。

　　　　當(dāng)供給的減溫水壓力超過工作壓力較大時(shí)，為了使電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和噴嘴仍能正常工作，在電動(dòng)調(diào)節(jié)閥前的給水管道上裝有節(jié)流器，使減溫水經(jīng)節(jié)流器進(jìn)入電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的壓力保持在規(guī)定范圍內(nèi)。電動(dòng)調(diào)節(jié)閥通常采用柱塞式，其閥桿與電動(dòng)執(zhí)行器相連。當(dāng)混合管道中的蒸汽溫度有所改變時(shí)，通過溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制電動(dòng)執(zhí)行器，帶動(dòng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥桿運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)噴嘴噴入閥體的噴水量，使管道內(nèi)的蒸汽溫度保持在規(guī)定范圍內(nèi)。為了防止在運(yùn)行過程中給水管道內(nèi)的減溫水壓力突然降低，產(chǎn)生蒸汽通過噴嘴反沖入給水管道的現(xiàn)象，在減溫管道上近噴嘴處裝有止回閥。

　　　　3、安全保護(hù)系統(tǒng)：采用彈簧安全閥（或主安全閥）來實(shí)現(xiàn)安全保護(hù)。當(dāng)管道內(nèi)蒸汽壓力超過允許值時(shí)，安全閥即自動(dòng)開啟排除蒸汽。當(dāng)壓力恢復(fù)至規(guī)定值時(shí)，安全閥即自動(dòng)關(guān)閉。使二次蒸汽壓力保持在允許值內(nèi)，保證設(shè)備和管路的安全運(yùn)行。

　　　　4、熱力調(diào)節(jié)系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)減溫減壓閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的控制，有自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程遙控或現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制等多種形式。（用戶訂貨時(shí)自動(dòng)選擇）



高溫高壓化工過熱蒸汽減溫減壓裝置設(shè)計(jì)規(guī)范基本減溫原理

一、過熱蒸汽

  過熱蒸汽是指溫度高于飽和溫度的蒸汽。例如，表壓為3 bar g的飽和蒸汽溫度143.762℃，如果對(duì)其繼續(xù)加熱并維持壓力不變，它將變?yōu)檫^熱蒸汽。這額外增加的熱量使蒸汽:

溫度高于飽和溫度;

比飽和蒸汽具有更多的熱量;

比飽和蒸汽具有更大的比容。

  過熱蒸汽主要用于電廠以驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)。根據(jù)朗肯循環(huán)的原理，用過熱蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)的熱效率要遠(yuǎn)高于用飽和蒸汽，

  過熱蒸汽的優(yōu)點(diǎn):

濕蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)會(huì)形成水滴，導(dǎo)致汽輪機(jī)葉輪沖蝕，同時(shí)增加了摩擦阻力?？梢允褂酶叩墓艿懒魉?至100m/s)，這樣可以減小蒸汽管網(wǎng)的尺寸（假如壓力降沒有超出允許的范圍）。對(duì)于連續(xù)運(yùn)行的工廠，過熱蒸汽意味著管道中沒有冷凝水的形成，因此只需要在系統(tǒng)起動(dòng)時(shí)進(jìn)行疏水。

   But使用過熱蒸汽也有缺點(diǎn):

   雖然過熱蒸汽包含了更多的熱量，這種熱量以三種形式存在:水的焓、蒸發(fā)焓（潛熱）、過熱焓，但大部分熱量是蒸發(fā)焓，過熱部分的熱量?jī)H占很小一部分。

例如，在10 bar a壓力下溫度為300℃的過熱蒸汽，

水的焓為= 763 kJ/Kg;

蒸發(fā)焓為=2015 kJ/kg;

過熱焓為=274 kJ/Kg



當(dāng)使用過熱蒸汽作為傳熱介質(zhì)時(shí)，其傳熱系數(shù)是變化的、比較低且難于精確量化。這樣很難進(jìn)行換熱器的精確選型和控制。同時(shí)與使用飽和蒸汽的設(shè)備相比其換熱器更大、更昂貴。

過熱蒸汽一旦冷卻到飽和蒸汽，其傳熱系數(shù)將會(huì)大幅提高，并且蒸汽冷凝成水的過程中溫度保持恒定不變，這樣有助于換熱設(shè)備的正確選型和控制。由于使用飽和蒸汽的換熱系數(shù)高，與過熱蒸汽相比其換熱設(shè)備會(huì)減小、便宜。

某些過程(例如蒸餾罐)當(dāng)使用過熱蒸汽時(shí)效率會(huì)降低;高溫的過熱蒸汽意味著所使用的換熱設(shè)備等級(jí)更高，因此更昂貴;

過熱蒸汽的高溫可能會(huì)損壞敏感的設(shè)備。 

       以上缺點(diǎn)表明過熱蒸汽通常不適用于一般的制程應(yīng)用。盡管如此，在有些地方產(chǎn)生過熱蒸汽用于發(fā)電，然后在熱力循環(huán)的某一點(diǎn)對(duì)過熱蒸汽進(jìn)行減溫，用于制程應(yīng)用。

      有些場(chǎng)合有大量的廢熱可以作為燃料用于鍋爐。如果廢熱足夠多，可以產(chǎn)生過熱蒸汽用于發(fā)電，如造紙和制糖工業(yè)。

      在工廠中如果有過熱蒸汽提供給制程使用，在輸送蒸汽過程中必須特別注意以確保達(dá)到遠(yuǎn)處的使用點(diǎn)時(shí)蒸汽仍保持干燥。



二、高溫高壓化工過熱蒸汽減溫減壓裝置設(shè)計(jì)規(guī)范兩種最基本的減溫器形式

非接觸式：冷卻蒸汽的介質(zhì)不和被冷卻的蒸汽直接接觸。溫度較低的液體、氣體均可以作為冷卻介質(zhì)，比如空氣。這種類型的減溫器如殼管式換熱器。過熱蒸汽進(jìn)入換熱器的一側(cè)，冷卻介質(zhì)進(jìn)入換熱器的另一側(cè)。當(dāng)過熱蒸汽通過換熱器，熱量從過熱蒸汽傳遞給冷卻介質(zhì)

直接接觸式：用來冷卻過熱蒸汽的介質(zhì)直接和過熱蒸汽接觸。通常冷卻介質(zhì)和過熱氣體為同一種物質(zhì)，但處于液態(tài)。對(duì)于蒸汽減溫器通常使用水。典型的直接接觸式減溫裝置如圖所示。

      減溫器工作時(shí)，將一定量的水通過減溫器的混合裝置加入到過熱蒸汽中，當(dāng)水進(jìn)入減溫器，它吸收過熱蒸汽的熱量而蒸發(fā)，這樣過熱蒸汽的溫度隨之降低。加入的水的流量控制通過測(cè)量減溫器下游的蒸汽溫度來完成。減溫蒸汽的溫度通常設(shè)定為高于飽和溫度3~5℃。在這種布置中，減溫器的蒸汽進(jìn)口壓力應(yīng)該保持恒定。



三、高溫高壓化工過熱蒸汽減溫減壓裝置設(shè)計(jì)規(guī)范減溫的計(jì)算

   加入的水量應(yīng)足夠多以使蒸汽冷卻到希望達(dá)到的溫度，水量不夠則蒸汽冷卻得不充分，如果水量太多，則產(chǎn)生濕蒸汽，需要使用汽水分離器加以分離。

   根據(jù)能量守恒原理，可以方便地算出需要的冷卻液量，流進(jìn)制程的焓值=流出制程的焓值，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況提供的蒸汽入口壓力溫度流量、減溫水的流量和壓力（可加壓力泵）和所需要減壓后的蒸汽壓力和溫度（一般飽和溫度的3~5℃）相關(guān)參數(shù)，剩下的就交給我們專業(yè)廠家計(jì)算焓值和所需的流量、減溫水調(diào)節(jié)閥口徑大小、及噴嘴的結(jié)構(gòu)大小。

    PS：假如需要減溫后蒸汽的流量，使用簡(jiǎn)單的比例算法可以得到需要初始的過熱蒸汽的流量。本系列產(chǎn)品的減壓比用到0.6較為合適。本產(chǎn)品主要用于蒸汽管路,調(diào)節(jié)壓力。廣泛應(yīng)用在熱電聯(lián)產(chǎn)、輕紡、印染、石化、制糖等行業(yè)。