工業(yè)蒸汽減壓閥如何控制壓力

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、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的主要優(yōu)點(diǎn)。



工業(yè)蒸汽減壓閥如何控制壓力主要技術(shù)參數(shù)和性能指標(biāo)
 

公稱壓力（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

*.殼體試驗(yàn)不包括膜片、頂蓋。

 

工業(yè)蒸汽減壓閥如何控制壓力流量系數(shù)(Cv)
 

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

 

工業(yè)蒸汽減壓閥如何控制壓力主要零件材料
 

零件名稱	零件材料
閥體 閥蓋 底蓋	WCB
閥座 閥盤	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，通常可使用簡(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。