高溫高壓化工過熱蒸汽減溫減壓裝置設計規范

高溫高壓化工過熱蒸汽減溫減壓裝置設計規范

根據實際工作運用和用戶溝通所碰到關于減溫減壓裝置的原理、結構和安裝等事項，整理出來方便后續的工作開展和交流，同時也讓我們在這個閥門圈共同成長~本實用新型涉及一種高溫高壓減溫減壓閥,其包括電動執行器,閥桿,閥體,支架,閥蓋,閥瓣,噴嘴等,其特征在于:在閥體的進口設置一級減壓節流孔罩,在閥瓣上設置二級調節減壓孔罩,在出口的通道中再設置多級減壓孔罩;在閥體的底部設置一減溫水管道,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、雙錐體閥瓣的結構。采用壓力平衡式閥瓣,通過閥瓣升降調節壓力可配用ZKZ-BC型或其它型直行程電動執行器實現遙控和自動控制。減溫減壓裝置的作用是將壓力和溫度相對高的蒸汽降為需要的低溫低壓蒸汽。 它廣泛應用于熱電、石化、輕工、紡織等企業，實現蒸汽的層級利用，同時也廣泛應用于汽輪機各系統。






本實用新型的優點為:

1.能適應蒸汽負荷的大范圍10-99%內變化;

2.平衡式閥芯設計,減小執行器推力;

3.采用直行程執行機構,提高調節精度;

4.閥芯及閥柵密封面堆焊"司太立"硬質合金耐沖刷;

5.最泄漏率;

6.低噪音設計;

7.檢修時不拆除閥體就能方便對內部組件進行拆裝;

8.減溫水量調節與蒸汽減壓由同一執行器瞬間同步調節.



高溫高壓化工過熱蒸汽減溫減壓裝置設計規范減溫減壓裝置結構簡述

　本裝置由減壓、減溫、安全保護、蒸汽管道和熱力調節系統等組成。

　　　　1、減壓系統：蒸汽的減壓是由減溫減壓閥來實現的。減溫減壓閥與電動（或氣動，以下同）執行器相連，當管道內的蒸汽壓力變化時，電動執行器啟動，帶動減壓閥瓣上下升降，調節減壓比的大小，使管道內的蒸汽壓力保持在規定的范圍內。

　　　　2、減溫系統：由電動調節閥、噴嘴、混合管道、節流器、節流閥等組成。減溫水經電動調節閥后，流入減溫減壓閥，經閥瓣噴孔噴入閥體內使水、汽直接混合來實現蒸汽的減溫。

　　　　當供給的減溫水壓力超過工作壓力較大時，為了使電動調節閥和噴嘴仍能正常工作，在電動調節閥前的給水管道上裝有節流器，使減溫水經節流器進入電動調節閥的壓力保持在規定范圍內。電動調節閥通常采用柱塞式，其閥桿與電動執行器相連。當混合管道中的蒸汽溫度有所改變時，通過溫度調節系統控制電動執行器，帶動電動調節閥閥桿運動，調節噴嘴噴入閥體的噴水量，使管道內的蒸汽溫度保持在規定范圍內。為了防止在運行過程中給水管道內的減溫水壓力突然降低，產生蒸汽通過噴嘴反沖入給水管道的現象，在減溫管道上近噴嘴處裝有止回閥。

　　　　3、安全保護系統：采用彈簧安全閥（或主安全閥）來實現安全保護。當管道內蒸汽壓力超過允許值時，安全閥即自動開啟排除蒸汽。當壓力恢復至規定值時，安全閥即自動關閉。使二次蒸汽壓力保持在允許值內，保證設備和管路的安全運行。

　　　　4、熱力調節系統：實現對電動減溫減壓閥和電動調節閥的控制，有自動控制、遠程遙控或現場手動控制等多種形式。（用戶訂貨時自動選擇）



高溫高壓化工過熱蒸汽減溫減壓裝置設計規范基本減溫原理

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℃，如果對其繼續加熱并維持壓力不變，它將變為過熱蒸汽。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動汽輪機。根據朗肯循環的原理，用過熱蒸汽驅動汽輪機的熱效率要遠高于用飽和蒸汽，

  過熱蒸汽的優點:

濕蒸汽在汽輪機內會形成水滴，導致汽輪機葉輪沖蝕，同時增加了摩擦阻力。可以使用更高的管道流速(至100m/s)，這樣可以減小蒸汽管網的尺寸（假如壓力降沒有超出允許的范圍）。對于連續運行的工廠，過熱蒸汽意味著管道中沒有冷凝水的形成，因此只需要在系統起動時進行疏水。

   But使用過熱蒸汽也有缺點:

   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、蒸發焓（潛熱）、過熱焓，但大部分熱量是蒸發焓，過熱部分的熱量僅占很小一部分。

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;

蒸發焓為=2015 kJ/kg;

過熱焓為=274 kJ/Kg



當使用過熱蒸汽作為傳熱介質時，其傳熱系數是變化的、比較低且難于精確量化。這樣很難進行換熱器的精確選型和控制。同時與使用飽和蒸汽的設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，其傳熱系數將會大幅提高，并且蒸汽冷凝成水的過程中溫度保持恒定不變，這樣有助于換熱設備的正確選型和控制。由于使用飽和蒸汽的換熱系數高，與過熱蒸汽相比其換熱設備會減小、便宜。

某些過程(例如蒸餾罐)當使用過熱蒸汽時效率會降低;高溫的過熱蒸汽意味著所使用的換熱設備等級更高，因此更昂貴;

過熱蒸汽的高溫可能會損壞敏感的設備。 

       以上缺點表明過熱蒸汽通常不適用于一般的制程應用。盡管如此，在有些地方產生過熱蒸汽用于發電，然后在熱力循環的某一點對過熱蒸汽進行減溫，用于制程應用。

      有些場合有大量的廢熱可以作為燃料用于鍋爐。如果廢熱足夠多，可以產生過熱蒸汽用于發電，如造紙和制糖工業。

      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到遠處的使用點時蒸汽仍保持干燥。



二、高溫高壓化工過熱蒸汽減溫減壓裝置設計規范兩種最基本的減溫器形式

非接觸式：冷卻蒸汽的介質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，比如空氣。這種類型的減溫器如殼管式換熱器。過熱蒸汽進入換熱器的一側，冷卻介質進入換熱器的另一側。當過熱蒸汽通過換熱器，熱量從過熱蒸汽傳遞給冷卻介質

直接接觸式：用來冷卻過熱蒸汽的介質直接和過熱蒸汽接觸。通常冷卻介質和過熱氣體為同一種物質，但處于液態。對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，將一定量的水通過減溫器的混合裝置加入到過熱蒸汽中，當水進入減溫器，它吸收過熱蒸汽的熱量而蒸發，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量減溫器下游的蒸汽溫度來完成。減溫蒸汽的溫度通常設定為高于飽和溫度3~5℃。在這種布置中，減溫器的蒸汽進口壓力應該保持恒定。



三、高溫高壓化工過熱蒸汽減溫減壓裝置設計規范減溫的計算

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

   根據能量守恒原理，可以方便地算出需要的冷卻液量，流進制程的焓值=流出制程的焓值，根據現場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℃）相關參數，剩下的就交給我們專業廠家計算焓值和所需的流量、減溫水調節閥口徑大小、及噴嘴的結構大小。

    PS：假如需要減溫后蒸汽的流量，使用簡單的比例算法可以得到需要初始的過熱蒸汽的流量。本系列產品的減壓比用到0.6較為合適。本產品主要用于蒸汽管路,調節壓力。廣泛應用在熱電聯產、輕紡、印染、石化、制糖等行業。