熱力系統(tǒng)蒸汽減壓閥

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熱力系統(tǒng)蒸汽減壓閥熱力蒸汽減壓閥熱力蒸汽系統(tǒng)減壓閥熱力系統(tǒng)高溫蒸汽減壓閥

之前介紹組合式減壓閥在國華惠州熱電應(yīng)用，現(xiàn)在介紹熱力系統(tǒng)蒸汽減壓閥蒸汽減壓站的作用是將熱網(wǎng)或鍋爐的高壓蒸汽轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪赫羝脩艨筛鶕?jù)需求選擇相應(yīng)減壓閥。目前市場上常用的減壓閥有自力式蒸汽減壓閥和先導(dǎo)式減壓閥。蒸汽減壓閥在熱力系統(tǒng)的運行本系列減壓閥屬于先導(dǎo)活塞式減壓閥。由主閥和導(dǎo)閥兩部分組成。主閥主要由閥座、主閥盤、活塞、彈簧等零件組成。導(dǎo)閥主要由閥座、閥瓣、膜片、彈簧、調(diào)節(jié)彈簧等零件組成。通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)彈簧壓力設(shè)定出口壓力、利用膜片傳感出口壓力變化，通過導(dǎo)閥啟閉驅(qū)動活塞調(diào)節(jié)主閥節(jié)流部位過流面積的大小，實現(xiàn)減壓穩(wěn)壓功能。主產(chǎn)品主要用于蒸汽管路，起減壓穩(wěn)壓作用。主、再熱蒸汽及旁路系統(tǒng)本機(jī)組主蒸汽及再熱蒸汽系統(tǒng)采用單元制、一次中間再熱型式。通常我們將進(jìn)入高壓缸的蒸汽稱為主蒸汽；高壓缸排汽稱為冷再熱蒸汽；冷再熱蒸汽經(jīng)鍋爐再熱器重新加熱后進(jìn)入中壓缸的蒸汽稱為熱再熱蒸汽；從主蒸汽管道經(jīng)高壓旁路控制閥至冷再熱蒸汽管道稱為高壓旁路管道；從熱再熱蒸汽管道經(jīng)低壓旁路控制閥以及噴水減溫器后至凝汽器的管道稱為低壓旁路管道。

一、熱力系統(tǒng)蒸汽減壓閥主蒸汽系統(tǒng)

１、主蒸汽管道

主蒸汽管道采用A335P91合金鋼。大蒸汽流量為鍋爐B-MCR工況時的大連續(xù)蒸發(fā)量1025t/h。設(shè)計蒸汽壓力18.2Mpa，設(shè)計蒸汽溫度546℃，主蒸汽管道計算壓力降約為0.6556MPa(MCR工況)。

主蒸汽從鍋爐過熱器出口聯(lián)箱，由單根管道接出通往汽機(jī)房。至汽機(jī)主汽門前分成兩根支管，各自接到汽輪機(jī)高壓缸左右側(cè)主汽及調(diào)節(jié)汽閥。然后再由四根高壓主汽管導(dǎo)入高壓缸。在高壓缸內(nèi)作功后的蒸汽通過兩個高壓排汽止回閥，在出口不遠(yuǎn)處匯合成單根管道進(jìn)入鍋爐再熱器。這種單管系統(tǒng)的優(yōu)點<比較雙管系統(tǒng)>是簡化管道布置，并能節(jié)省管材投資費用，同時，還有利于消除進(jìn)汽輪機(jī)的主蒸汽和熱再熱蒸汽由于鍋爐可能產(chǎn)生的熱偏差，以及由于管道阻力不同產(chǎn)生的壓力偏差。

兩個主汽門出口與汽輪機(jī)調(diào)速汽門閥殼相接。主汽門的主要功用是在汽輪機(jī)故障或甩負(fù)荷情況下迅速切斷進(jìn)入缸內(nèi)的主蒸汽，汽輪機(jī)正常停機(jī)時，主汽門也用于切斷主蒸汽，調(diào)速汽門通過各自蒸汽導(dǎo)管進(jìn)汽到汽輪機(jī)*級噴嘴。調(diào)速汽門用于調(diào)節(jié)進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量，以適應(yīng)機(jī)組負(fù)荷變化的要求。

由過熱器出口至汽輪機(jī)主汽門入口的范圍內(nèi)，在主蒸汽管道上依次設(shè)有兩只電動對空排汽閥、一只高整定壓力的彈簧安全閥、一只低整定壓力的彈簧安全閥和一個電磁釋放閥、水壓試驗堵閥。水壓試驗堵閥的作用是當(dāng)過熱器水壓試驗時，隔離主蒸汽管道，防止由于主汽門密封不嚴(yán)而造成汽輪機(jī)進(jìn)水。

由主汽主管上沿汽流方向依次接出的管道有：汽機(jī)高壓旁路接管及啟動初期向汽機(jī)汽封系統(tǒng)及汽機(jī)夾層加熱的供汽管。

2、安全閥

兩只電動對空排汽閥、一只高整定壓力的彈簧安全閥、一只低整定壓力的彈簧安全閥和一個電磁釋放閥、裝在鍋爐過熱器出口的主蒸汽管道上。每根排汽管道上設(shè)置消音器，安全閥的整定壓力與鍋爐壓力部件的大允許壓力相一致。兩只電動對空排汽閥的作用有兩點：1)鍋爐啟動階段排出過熱汽系統(tǒng)的空氣；2)當(dāng)發(fā)生過熱蒸汽超壓時開啟調(diào)整壓力，防止超壓。鍋爐過熱器出口主蒸汽管道上彈簧安全閥與鍋爐汽包上彈簧安全閥為過熱器和汽包提供超壓保護(hù)。過熱器出口安全閥的整定值低于汽包安全閥，以便超壓時過熱器出口安全閥的開啟先于汽包安全閥，以保證安全閥動作時有足夠的蒸汽流經(jīng)過熱器，防止過熱器管束超溫。

過熱器出口主蒸汽管道上電磁泄壓閥是作為過熱器超壓保護(hù)的附加措施，設(shè)置電磁泄壓閥的目的是為了避免彈簧安全閥過于頻繁動作。盡量減少彈簧安全閥動作頻度，可以減少彈簧安全閥的維修工作量。所以電磁泄壓閥的整定值應(yīng)低于彈簧安全閥的動作壓力。而且運行人員可在控制室內(nèi)操作。每只電磁泄壓閥前各裝一只隔離閥，以供泄壓閥隔離檢修。該閥在正常運行期間應(yīng)處于開啟位置。

3、疏水

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,自力式減壓閥主蒸汽管道設(shè)計有通暢的疏水系統(tǒng)，其作用有以下二方面:

１）起動期間及停機(jī)后一段時間內(nèi)，由于主蒸汽管道內(nèi)蒸汽遇冷凝結(jié)成水，這些凝結(jié)水若不及時排除，則進(jìn)入汽輪機(jī)的危險性很大。

２）起動暖管期間，為加速暖管溫升，應(yīng)及時將蒸汽凝結(jié)水及冷蒸汽排掉。

主蒸汽管道疏水點的設(shè)置一般來說，在管道低位點，暖管終端關(guān)斷門前，以及蒸汽不流通的死端，均設(shè)置疏水點。在主蒸汽主管末端靠近分支處，每一支管進(jìn)主汽門前，設(shè)有疏水點。主蒸汽主管及到汽輪機(jī)每一支管上的疏水管道，其管徑為φ76×10，材料為12CrlMoV，每一根疏水管道上裝一只通流斷面與疏水管道內(nèi)徑相等的氣動薄膜疏水閥。疏水閥出口管道的口徑大于其進(jìn)口管道的口徑，以防止管道內(nèi)疏水汽化后造成"流動壅塞"。

氣動薄膜疏水閥在機(jī)組起動期間開啟，以便排除主蒸汽管道暖管的蒸汽凝結(jié)水，待機(jī)組負(fù)荷達(dá)到10%時疏水閥自動關(guān)閉，疏水閥在機(jī)組負(fù)荷降到10%時或汽輪機(jī)跳閘時自動開啟，也可以在控制室內(nèi)手動操作，這些氣動疏水閥均設(shè)計成當(dāng)空氣供應(yīng)系統(tǒng)失去空氣時自動開啟。每一根疏水管道單獨接到疏水?dāng)U容器的疏水集管，所有疏水管道在接入疏水集管之前，以順汽流成45度方向接入以保證疏水暢通。

二、冷再熱蒸汽系統(tǒng)

１、冷再熱蒸汽管道

冷再熱蒸汽管道設(shè)計壓力4.593MPa，設(shè)計溫度348℃。冷再熱蒸汽管道大流量930.86t/h（VWO工況）。冷再熱蒸汽管道主管采用A672B70CL32電熔焊有縫鋼管，支管采用A106B無縫碳素鋼。

冷再熱蒸汽從汽輪機(jī)高壓排汽接口經(jīng)兩只氣動逆止閥后合成一根總管，至鍋爐房內(nèi)約34.0M標(biāo)高靠近鍋爐再熱器處，分為兩根支管經(jīng)大小頭接入減溫器，減溫器后各自接到再熱器入口。安全閥設(shè)置在減溫器入口管段上。冷再熱蒸汽管道計算壓降約為0.0546MPa。按冷再熱蒸汽的流向，從冷再熱蒸汽總管上連接下列支管；

１）高中壓缸預(yù)暖蒸汽管路。

２）高壓旁路排汽管。

３）至輔助蒸汽系統(tǒng)高壓母管、2號高壓加熱器加熱蒸汽、小汽輪機(jī)的高壓汽源供汽管道。在再熱器進(jìn)口處的兩根冷再熱蒸汽管道上均依次裝有：一只事故噴水減溫器、一個水壓試驗堵閥、一個角式彈簧安全閥；再熱器出口總管上裝有三個角式彈簧安全閥和一個水壓試驗檢修堵閥。

事故噴水減溫器作用為控制熱再熱蒸汽溫度，裝在再熱器進(jìn)口處的兩根冷再熱蒸汽支管上，正常運行時，再熱蒸汽溫度由擺動式噴燃器控制。當(dāng)再熱蒸汽超溫、噴燃器無法控制時，快速投入事故噴水減溫器。減溫器減溫水來自給水泵中間抽頭。

水壓試驗堵閥裝在靠近再熱器入口處的冷再熱蒸汽兩根支管上，以便再熱器水壓試驗期間，隔離汽輪機(jī)高壓缸排汽管，防止汽機(jī)進(jìn)水。

由于汽輪機(jī)高壓旁路閥出口管接在冷再熱蒸汽管道上，為防止高壓旁路運行期間其排汽倒入汽輪機(jī)高壓缸，在汽輪機(jī)高壓缸兩個排汽支管上分別裝設(shè)氣動止回閥即高排止回閥。該止回閥設(shè)置位置是考慮汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)運行期間，旁路蒸汽可通過冷再熱蒸汽管道供給輔助蒸汽系統(tǒng)及汽封系統(tǒng)，且防止其它蒸汽倒流入高壓缸引起汽機(jī)超速。

工業(yè)二次熱能主要來源于蒸汽，這些年來，導(dǎo)熱油傳熱也得到了廣泛應(yīng)用，而電加熱，雖方便靈活，但代價大，通常不提倡連續(xù)大量應(yīng)用，因為電能來之燃煤傳熱產(chǎn)汽而發(fā)電，若再把電轉(zhuǎn)回去發(fā)熱甚至產(chǎn)汽，多少存在著逆向倒退含意。

企業(yè)主要能耗為兩大類——熱能和電能，對許多化工企業(yè)來說，熱能消耗往往要比電能消耗還多。節(jié)能不但關(guān)系到企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，更關(guān)系到我省乃至我國經(jīng)濟(jì)持久發(fā)展的頭等大事，各行各業(yè)必須加強加深節(jié)能意識。

例如：5000千卡/公斤的普煤，通過鍋爐燃燒產(chǎn)出4000千卡熱值的蒸汽，價值約0.8元。1度電99%效率的換熱，也只能換成860千卡熱值，4000千卡的熱要用4000÷860=4.65度電來換得，4.65度電的谷電和尖峰電代價分別為1.6元和4.4元(尖峰谷電均價也要2.8元)，顯然電熱比蒸汽發(fā)熱代價大的多。

熱力系統(tǒng)節(jié)能包含：燃煤、產(chǎn)熱、輸送、使用、回用及系統(tǒng)優(yōu)化運作等環(huán)節(jié)，我們這里側(cè)重從蒸汽及導(dǎo)熱油的日常運行，用一些簡化了的計算和介紹一些節(jié)能知識及經(jīng)驗，供企業(yè)里從事項目設(shè)計、布局、施工和生產(chǎn)使用、操作、保養(yǎng)、維修及管理工作者參考。

一、空氣是傳熱系統(tǒng)的一大隱患

空氣只有流動起來才有利于傳熱，而靜止不動的空氣是傳熱系統(tǒng)中的一大障礙，這是因為空氣自身導(dǎo)熱系數(shù)很小，在100℃時，棉花的導(dǎo)熱系數(shù)為0.07W/m.℃，而空氣的導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.032W/m.℃,空氣導(dǎo)熱系數(shù)要比棉花小一倍多，熱阻與導(dǎo)熱系數(shù)成反比，故靜止空氣的熱阻很大，這將嚴(yán)重阻礙著熱的傳遞。

(一) 空氣來源：

1、空氣隨鍋爐給水一并進(jìn)入鍋爐，然后隨蒸汽進(jìn)入系統(tǒng);

2、在蒸汽系統(tǒng)停用時，系統(tǒng)的剩余蒸汽會凝結(jié)，凝結(jié)會產(chǎn)生真空，容易將外邊空氣從系統(tǒng)各種連接部件縫隙中吸入;

3、蒸汽系統(tǒng)在拆裝維修時進(jìn)入的空氣。

(二) 空氣危害：

1、蒸汽管道系統(tǒng)的空氣會降低蒸汽輸送速度;

2、空氣積在傳熱設(shè)備或盤管內(nèi)表面會產(chǎn)生冷點，冷點成為應(yīng)力集中點(1毫米氣膜的熱阻相當(dāng)于13米厚銅的熱阻,兩者熱阻相差13000倍)，造成散熱器等的局部應(yīng)力損壞;

3、有報道：如果蒸汽中存在重量含量1%的空氣，約使換熱系數(shù)降低60%;

4、換熱設(shè)備疏水器端積聚空氣，會產(chǎn)生氣鎖，阻礙冷凝水的排放;

5、空氣中的氧氣等是金屬氧化腐蝕的根源，空氣中的二氧化硫、二氧化碳及氮氧化物等酸性成分會酸蝕金屬部件;

6、空氣屬于不凝性氣體，混合在蒸汽里，會減少單位容積的蒸汽所含熱能，使蒸汽冷凝溫度降低(由于空氣的分壓存在，使蒸汽的實際壓力要比顯示的表壓要低，蒸汽實際壓力低，冷凝溫度就低)。

【注】道爾頓分壓定律：混合氣體的總壓，等于各組成氣體的分壓總和，每一組成氣體都單獨占據(jù)空間，而各氣體的性質(zhì)不變。(例如：某設(shè)備管道指示壓力為0.8Mpa，假如其中的空氣壓力為0.2Mpa，那么實際蒸汽壓力僅為0.6Mpa，0.6Mpa飽和蒸汽的溫度為165℃，不會是0.8Mpa飽和蒸汽的溫度175℃。

7、這些年來，在我省紹興地區(qū)的導(dǎo)熱油鍋爐就有一千多臺，導(dǎo)熱油管道系統(tǒng)內(nèi)也會積聚空氣和揮發(fā)氣體，同樣影響著傳熱。更怕氣體使導(dǎo)熱油鍋爐循環(huán)油泵產(chǎn)生空轉(zhuǎn)，空轉(zhuǎn)會使高溫爐膛盤管內(nèi)的導(dǎo)熱油流速變慢、甚至停止不流動，引起導(dǎo)熱油過熱、過燒或結(jié)焦，而這時的爐外溫度計是顯示不出爐內(nèi)靜止油的高溫情況，這種隱患會使導(dǎo)熱油過早、粘稠、劣化，甚至爆管，威脅鍋爐安全運行。