自力式蒸汽減壓閥在工業園區管網應用

自力式蒸汽減壓閥在工業園區管網應用

ZZYP型自力式蒸汽減壓閥是一種無需外加能源，利用被控介質自身能量當動力源、引入執行膜室產生推力，控制節流元件運動達到自動調節。具有測量、執行、控制的綜合功能。可在無氣、無電的場所。廣泛應用于石油、化工、電站、輕工、印染工業部門自控系統中各種設備氣體、液體及蒸汽介質的減速壓、穩壓（用于閥后壓力調節）泄壓、穩壓（用于閥前壓力調節）的自動控制。根據用戶不同的工況條件可選用不同的閥芯結構型式以及不同執行機構，以達到的控制效果。

近年來,建設集中式產業園區已成為現代工業發展的重要方式。在工業園區中,通常統一建設電力、燃氣、水、蒸汽等公用工程,而蒸汽的質量有時直接關系到用熱企業工業生產工藝和安全,這對工業園區內蒸汽輸送熱網的安全性和可靠性提出了苛刻的要求。 為提高供熱可靠性,大型工業園區供熱管網多采用環狀布置,并可能采用多熱源供熱,蒸汽熱網運行過程中由于散熱產生的疏水可能占據熱網總流量的3%-10%;同時,工業熱用戶用熱負荷波動較大的特點使工業熱網的運行工況組合復雜多變,特定工況組合會導致輸送至熱網遠端熱用戶處的蒸汽質量不達標,甚至可能發生在熱網某些管段中蒸汽長時間停滯(蒸汽滯留),。因此,開展大型工業熱網運行狀態分析與操作優化具有重要意義。



近年來當地政府高度重視化工園區內節能減排的工作，為了提升綜合熱效率，園區內配備了集中供熱抽汽機組，園區內蒸汽供熱半徑為15公里，對蒸汽管網設計建設和運行提出了較高要求。為此，園區蒸汽管網利用了長輸蒸汽管網技術，建設節能高效的供熱系統，項目設計過程中充分利用新工藝新材料，自力式蒸汽減壓閥在工業園區管網應用并結合化工區實際情況采取了如下措施：

利用被控介質自身能量當動力源、引入執行膜室產生推力，控制節流元件運動達到自動調節。自力式壓力調節閥具有測量、執行、控制的綜合功能。可在無氣、無電的場所。自力式壓力調節閥廣泛應用于石油、化工、電站、輕工、印染工業部門自控系統中各種設備氣體、液體及蒸汽介質的減速壓、穩壓(用于閥后壓力調節)泄壓、穩壓(用于閥前壓力調節)的自動控制。自力式壓力調節閥根據用戶不同的工況條件可選用不同的閥芯結構型式以及不同執行機構，以達到*佳的控制效果。用途和主要性能：本閥適用于水、蒸汽、空氣介質管路上，通過調節使進口壓力降低至某一需要的出口壓力，當進口壓力與流量有變化時，靠介質本身的能量自動保持出口壓力在一定范圍內，但進口壓力和出口壓力之差必須≥0.2MPA/CM

  自力式蒸汽減壓閥因簡單方便，維護量小，特別適用于現場無電無氣的場合；因此在蒸汽減壓的系統中得到了廣泛的應用，見以下特點：
1、壓力設定點可在壓力調節范圍內現場調節；
2、閥體部分與執行機構采用模塊化設計，可根據現場要求變化更改執行機構或彈簧，實現壓力調節范圍在一定范圍內快速更換；
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速度，從而提高閥門的調節精度；
4、套筒平衡閥結構采用了自平衡型雙密封面閥芯作為節流件，介質應清潔無顆粒，適用于壓降較大，閥門口徑較大，泄漏量要求不高的場合；
5、雙座閥結構采用了自平衡型雙密封面雙座閥芯作為節流元件，適用于閥門口徑較大的場合；
6、膜片式執行機構采用橡膠膜片作為壓力檢測元件，剛度小,靈敏度高，反應迅速，調節精度高，適用于控制壓力≤0.6MPa；
7、活塞式執行機構采用氣缸活塞作為壓力檢測元件，適用于控制設定值≥ 0.6MPa壓力的場合；


8、波紋管執行機構采用波紋管作為壓力檢測元件，適用于高溫等較惡劣工況的場合。



自力式蒸汽減壓閥在工業園區管網應用工作原理及結構：

減壓閥出廠時，調節彈簧處于未壓縮狀態,此時主閥瓣和付閥瓣處于關閉狀態,使用時按順時針轉動調節螺釘,壓縮調節彈簧,使膜瓣移頂開付閥瓣,介質由a孔通過付閥座到b孔進入活塞上方,活塞在介質壓力的作用下,向下移動推動主閥瓣離開主閥座,使介質流向閥后.同時由c孔進入膜片下方,當閥后壓力超過調定壓力時,推動膜片上移壓縮調節彈簧,付閥瓣隨之向關閉方向移動,使流入活塞上方的介質減小,壓力也隨之下降,此時的主閥瓣在主閥瓣彈簧力的推動上下移,使主閥瓣與主閥座的間隙減小,介質流量也隨之減小,使閥后壓力也隨之下降到新的平衡,反之當閥后壓力低于調定壓力時,主閥瓣與主閥座的間隙增大,介質流量也隨之增加,使閥后壓力也隨之增高達到新的平衡.

序號	品  名	型 號   及 規 格	單位	數量	單　價 （元）	金 額 （元）	閥體材質 及其它
1	減壓閥	自力式蒸汽減壓閥ZZYP-16B   PN16 DN100 介質：蒸汽 進口壓力 0.9MPA,出口壓力0.6MPA	臺	1			鑄鋼

（一）利用架空敷設方法

由于該化工園區地下水位較高，對埋地鋼管的腐蝕較嚴重，埋地施工難度也較大，同時已建管廊上已預留蒸汽管道管位，因此主要選擇架空方式，降低工程造價。

（二）采用雙管、多管制

由于該化工園區為新建園區，熱負荷發展速度慢，熱負荷不確定性因素較大，而蒸汽管網的損耗與管網的流量、管徑關系密切，管網管徑過大會導致工程投資增加，散熱損失加大;管徑過小會導致管網壓力損失增加。因此管網在設計時，根據熱負荷達產的年限，采用雙管、多管制，一次規劃分步實施，先建設一根較小的管道滿足近現期熱負荷的需求，遠期再根據熱負荷的發展情況建設新的管道，一次來降低管道損耗。

（三）設置高效隔熱管托

為了減小管道和支架出現熱橋效應，蒸汽管道采用隔熱管托。隔熱管托在管道和鋼性支架之間設置了硬質保溫材料，隔熱管道熱損失僅為普通支架的1/5。

（四）旋轉補償器的利用

近年來旋轉補償器在長輸蒸汽管網工程中利用廣泛，旋轉補償器具有補償量大、布置靈活等特征，一般每200～250米安裝一組，每組補償器段設置兩個固定點。不考慮地形的影響，每200～250米直管段僅4～5個彎頭，能夠大大減少管網的壓力損失，同時減小了固定支架的數量。

（五）高效保溫材料的運用

為了保證長距離管網末端用戶的用熱參數，設計環節中高度重視保溫材料的選擇和保溫層厚度的設置。該化工園區中DN400管道采用多層保溫結構，總厚度160毫米，保溫材料由里向外依次為硅酸鋁針刺毯、高溫玻璃棉，每層保溫材料外層覆蓋了鋁箔玻纖布。考慮到蒸汽管道熱量向上散發的特點，上表面溫度高于下表面溫度，因此在最外層保溫層的頂部1/3處再加設一層保溫層以降低上部管道外表面溫度。

 本文從以下幾個方面開展工作以實現對工業熱網的運行狀態分析與操作優化: 

(1)提出由管道散熱計算熱網各疏水器理論疏水量的算法,并在此基礎上提出基于有向流程圖模型的"考慮散熱疏水條件的工業熱網水力計算方法",該算法可以實現對熱網各處蒸汽流動狀態的快速求解,并有效提高熱網水力計算的準確度; 

(2)針對在多熱源環狀供熱管網中可能出現的冷凝水擊事故,提出一種運行優化方法,通過改變多熱源供熱量分配關系以消除熱網中蒸汽滯留,從而避免冷凝水擊事故的發生;



自力式蒸汽減壓閥在工業園區管網應用產品型號

類別	型號	類別	型號
單座壓閉型	ZZYP-16～64B	單座壓閉型	ZZYP-16～64K
雙座壓閉型	ZZYN-16～64B	雙座壓閉型	ZZYN-16～64K
套筒壓閉型	ZZYM-16～64B	套筒壓閉型	ZZYM-16～64K

注：1.壓閉型用于閥后壓力調節，當閥后壓力升高，閥門關閉，以達到減壓，穩壓的目的。
2.壓開型用于閥后壓力調節，當閥后壓力升高，閥門打開，以達到泄壓，穩壓的目的。

主要技術參數

公稱通徑DN（mm）	20				25	32	40	50	65	80	100	125	150	200
閥座直徑DN（mm）	10	12	15	20
額定流量系數Kv	1.8	2.4	4.4	4	11	20	30	48	75	120	190	300	480	760
允許壓差（MPa）	2.5					2.0			1.6			1.0
公稱壓力（MPa）	1.6　4.0　6.4
固有流量特性	快開
保證調壓閥正常工作 的最小壓差P（MPa）	0.05
壓力分段范圍 （KPa）	15～50　　40～80　　60～100　　80～140　　120～80 160～220　200～260　240～300　280～350　330～400 380～450　430～500　480～560　540～620　600～700 680～800　780～900　800～1000　900～2000
工作溫度℃	液體≤140;氣體≤80；配冷凝器和散熱片≤350
適合介質	氣體、蒸汽、低粘度液體
法蘭尺寸、型式	PN10、16、40GB9113-88、PN64JB/T7-94；PN10，16凸式，PN40，64凹式 或根據用戶要求選配其它標準型式的法蘭（如：ANSI、JIS、DIN等標準） 
結構長度	按GB12221-89標準
可配附件	冷凝器（用于介質為蒸汽的場合）、散熱片等。
執行機構信號接口	內螺紋M16×1.5

注：壓力分段范圍可根據用戶要求進行設計。



自力式蒸汽減壓閥在工業園區管網應用主要性能指標注

控制精度％		±8
允許泄 漏量	硬密封（L/H）	單座（Ⅳ級）：≤10-4閥額定容量：雙座、套筒（Ⅱ級）、≤5×10-3×閥額定容量
	軟密封（ml/min）	DN(mm)
		20	25	32	40	50	65	80	100	125	150	200
		0.15		0.3		0.45	0.6	0.9	1.7	4.0		6.75

在現代社會中，自力式蒸汽減壓閥的應用范圍是比較廣泛的，不僅是在工業生產過程中應用廣泛，而且在民用建設中也有著不可忽視的重要作用。作為鍋爐系統、供熱系統、電廠、換熱站中的重要部件。正常的安裝及調試維護，能極限的發揮了該閥門的作用。

安裝自力式蒸汽減壓閥之前必須對管路系統進行沖洗清理。以防焊渣，氧化皮等贓物流入閥內，破壞蒸汽減壓閥的密封面，影響閥門正常工作。自力式蒸汽減壓閥安裝在便于操作和維修的地方，并且必須安裝在水平管道上，應注意使管路中介質的流向與閥體上箭頭所示方向一致，切勿反裝。如果是自力式蒸汽調節閥一定要倒著安裝，配帶過來的冷凝器必須高于執行機構，這樣執行機構里便可以充滿冷凝器，起到保護膜片的作用。延長使用壽命。

 



帶泠凝器的自力式蒸汽調壓閥在安裝使用時，應把冷凝器里加滿冷水，把旁通管道的截止閥打開，排除管路中的冷凝水和汽水的混合物，以防減壓閥開啟時產生水圾現象損壞減壓閥，當無異常現象后，按順時針方向緩慢旋轉調節螺釘，將出口壓力調至所需的壓力(以閥后表壓為準)，調整后，將鎖緊螺母背緊，擰上防護罩。調壓閥前應安裝過濾器，以防介質中的雜物進入減壓閥，影響其性能。



減壓閥進口壓力的波動應控制在進口壓力給定值的80％～105％，如超過該范圍，減壓閥的性能會受影響。

   1、通常減壓閥的閥后壓力P2應小于閥前壓力的0.5倍，即P2<0.5P1。 

   2、減壓閥的每一檔彈簧只在一定的出口壓力范圍內適用，超出范圍應更換彈簧。 

   3、在介質工作溫度比較高的場合，一般選用先導式活塞式減壓閥或先導式波紋管減壓閥。 

   4、介質為空氣或水（液體）的場合，一般宜選用直接作用薄膜式減壓閥或先導式薄膜式減壓閥。 

   5、介質為蒸汽的場合，宜選用先導活塞式減壓閥或先導波紋管式減壓閥。 

   6、為了操作、調整和維修的方便，減壓閥一般應安裝在水平管道上。

 根據使用要求選定減壓閥的類型和調壓精度，再根據所需較大輸出流量選擇其通徑。決定閥的氣源壓力時，應使其大于較高輸出壓力0．1MPa。減壓閥一般安裝在分水濾氣器之后，油霧器或定值器之前，并注意不要將其進、出口接反；閥不用時應把旋鈕放松，以免膜片經常受壓變形而影響其性能。