上海申弘閥門(mén)有限公司
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石化蒸汽減壓閥設(shè)計(jì)選型
先導(dǎo)活塞式蒸汽減壓閥由主閥和導(dǎo)閥兩部分組成。主閥主要由閥座、主閥盤(pán)、活塞、缸套、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。高溫高壓蒸汽減壓閥,涉及一種減壓閥。現(xiàn)有傳統(tǒng)的高溫高壓蒸汽減壓閥在高溫?zé)崤蛎浻绊懴麻y門(mén)發(fā)生泄漏,閥塞易刮擦或卡死。本實(shí)用新型的閥籠為設(shè)有多級(jí)減壓套的多級(jí)閥籠,每一級(jí)減壓套均設(shè)有多個(gè)進(jìn)氣通孔；相鄰減壓套之間設(shè)間隙；閥體的蒸汽進(jìn)口通過(guò)閥籠的進(jìn)氣通孔與閥塞的下閥塞腔相通,閥塞的壓力腔與蒸汽出口相通。本技術(shù)方案的閥籠采用多級(jí)減壓套,減壓效率高,有效地減小整體設(shè)備的占地面積和投資,且零件小,工作可靠性更好。
使用蒸汽的工廠通常都需要將高壓蒸汽經(jīng)過(guò)減壓后達(dá)到產(chǎn)品和設(shè)備的使用要求。通過(guò)減小蒸汽流道的通徑來(lái)降低蒸汽的壓力的閥門(mén)，來(lái)提供更有效率的蒸汽。蒸汽管道是石油化工生產(chǎn)的重要裝置，不僅關(guān)系到石油化工的安全生產(chǎn)，而且對(duì)提高化工產(chǎn)品的質(zhì)量有著重要影響。因此，蒸汽管道配管的設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵，在石油化工工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中，掌握蒸汽管道配管設(shè)計(jì)的要點(diǎn)能夠有效地提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
石化蒸汽減壓閥設(shè)計(jì)選型蒸汽管道中的設(shè)計(jì)
蒸汽管道作為石油化工工藝中的重要公用管道，不僅要考慮管道的經(jīng)濟(jì)性和美觀性，必須充分滿足蒸汽管道的設(shè)計(jì)要求，保證石油化工工程的安全運(yùn)行。在石油化工工藝裝置蒸汽管道配管的設(shè)計(jì)過(guò)程中，包括對(duì)蒸汽管道中的配管裝置、排液設(shè)施以及蒸汽支管進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。
管廊上的蒸汽管道的設(shè)計(jì)
蒸汽管道分為四種形式，分別是4MPa 的較大壓力蒸汽管道、13MPa 的超高壓力蒸汽管道、1.6MPa 的中等壓力蒸汽管道和0.4MPa 的低級(jí)壓力蒸汽管道。針對(duì)不同壓力等級(jí)的蒸汽管道模式，采取不同的蒸汽管道的布置方式。在進(jìn)行蒸汽管道設(shè)計(jì)時(shí)，由于管道內(nèi)的溫度較高，把蒸汽管道設(shè)置在靠近管廊的一側(cè)，這樣有利于對(duì)“Π”型補(bǔ)償器的布置。
蒸汽管道排液設(shè)施的設(shè)計(jì)
在石油化工生產(chǎn)過(guò)程中，蒸汽管道產(chǎn)生大量高溫蒸汽，在暖管或開(kāi)車(chē)階段會(huì)發(fā)生凝液。因此，在管道的一側(cè)應(yīng)設(shè)置排液裝置。蒸汽凝液在管道內(nèi)流動(dòng)過(guò)程中，由于壓力的降低會(huì)再次產(chǎn)生蒸汽，形成汽液混流，如果排液設(shè)施沒(méi)有進(jìn)行及時(shí)排液，有可能會(huì)導(dǎo)致管道裂縫。因此，蒸汽管道內(nèi)的排液設(shè)計(jì)是十分重要的。在排液設(shè)施布置時(shí)，應(yīng)鋪設(shè)在管廊上，有利于凝液的排出，保證生產(chǎn)的安全。
蒸汽管道中蒸汽支管的設(shè)計(jì)
蒸汽支管是從蒸汽主管的最上端引出的，為了操作方便，設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)在蒸汽支管的合適位置設(shè)置切斷閥，一般是布置在蒸汽主管的水平管道上。在蒸汽支管的點(diǎn)、減壓閥和調(diào)節(jié)閥之間、蒸汽分水器的點(diǎn)等需要設(shè)置經(jīng)常輸水設(shè)施和管道排液設(shè)施，確保高溫蒸汽產(chǎn)生的凝液可以正常排出。
蒸汽管道配管的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
蒸汽管道配管的合理設(shè)計(jì)是提高石油化工安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵因素，在管道配管設(shè)計(jì)的過(guò)程中，把握各個(gè)裝置的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，提高裝置的安全質(zhì)量。
管廊上的蒸汽管道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
在設(shè)計(jì)管廊上的蒸汽管道時(shí)，應(yīng)結(jié)合蒸汽管道的實(shí)際情況進(jìn)行管道的設(shè)計(jì)，并且注意以下幾點(diǎn)。，“Π”型補(bǔ)償器在蒸汽管道內(nèi)的位置要經(jīng)過(guò)的分析計(jì)算后，合理規(guī)劃布置。比如，4MPa 的高壓蒸汽管道內(nèi)的補(bǔ)償器之間的距離是75 米，1.6MPa 的中等壓力蒸汽管道內(nèi)的補(bǔ)償器之間的距離是100 米，而13MPa 的超高壓蒸汽管道內(nèi)的補(bǔ)償器之間的距離是50 米。第二，蒸汽管道設(shè)置在管廊的上層位置，比如，第四層，如果設(shè)置在下層位置，保證不能接觸低溫管道和其他公用管道，保溫后的最短距離應(yīng)在0.5 米以上。第三，電氣設(shè)備和儀表線路應(yīng)設(shè)置在蒸汽管道的同層位置或上層位置，以保證生產(chǎn)的正常。
石化蒸汽減壓閥設(shè)計(jì)選型蒸汽管道排液設(shè)施的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
蒸汽管道排液設(shè)施的布置在石油化工的生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮重要的作用，在排液設(shè)施的設(shè)計(jì)過(guò)程中，注意根據(jù)蒸汽管道的不同位置使用合適的管道閥門(mén)。比如，對(duì)于蒸汽分管道的下部、蒸汽管道減壓閥和調(diào)節(jié)閥前使用自動(dòng)閥門(mén)阻氣排液；對(duì)于分段暖管的管道端、水平管道流量孔前端和過(guò)熱蒸汽的管道前端使用手動(dòng)閥門(mén)進(jìn)行排液。另外，根據(jù)蒸汽管道內(nèi)壓力的不同，在蒸汽排水閥處相應(yīng)的凝液回收總管，這是因?yàn)椴煌瑝毫Φ恼羝a(chǎn)生的凝液對(duì)管道的影響也是不一樣的。對(duì)于中壓蒸汽和高壓蒸汽產(chǎn)生的凝液，在管道的點(diǎn)應(yīng)布置疏水設(shè)施。為了減少壓降對(duì)蒸汽管道的影響，排液支管應(yīng)以45 度接在回收總管的上部，從而保證凝液的正常排出，提高石油化工的安全生產(chǎn)。
由主閥和導(dǎo)閥兩部分組成。主閥主要由閥座、主閥盤(pán)、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(guò)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(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。蒸汽是石油化工裝置中重要的公用工程物料,如何做好石油化工裝置中蒸汽管道的配管設(shè)計(jì),使蒸汽管道布置的安全性和經(jīng)濟(jì)性達(dá)到完美的統(tǒng)一,顯得非常重要.本文就這一問(wèn)題進(jìn)行了闡述.
石化蒸汽減壓閥設(shè)計(jì)選型
降低蒸汽壓力
如果僅僅是為了減壓，只需略微開(kāi)啟主閥或在蒸汽管道上安裝孔板就可以實(shí)現(xiàn)，但這樣會(huì)導(dǎo)致流量產(chǎn)生無(wú)序波動(dòng)，從而會(huì)伴隨著壓力相應(yīng)的波動(dòng)。為了解決這些問(wèn)題，據(jù)需要使用減壓閥（RPV）來(lái)控制下游壓力。確保即使在流量波動(dòng)情況下，壓力也能維持穩(wěn)定。
減壓閥的優(yōu)勢(shì)
盡管可以通過(guò)使用控制閥、壓力傳感器和控制器來(lái)維持蒸汽壓力穩(wěn)定，但是減壓閥可以*通過(guò)自我調(diào)節(jié)運(yùn)行、無(wú)需電力就能控制蒸汽壓力的優(yōu)勢(shì)。并且由于它可以自動(dòng)感應(yīng)壓力，所以能非常快速地反應(yīng)動(dòng)作。
降低蒸汽壓力
換熱設(shè)備通常使用的是蒸汽壓力要低于鍋爐所生產(chǎn)出的蒸汽壓力，因此工藝上通常使用蒸汽減壓閥來(lái)降低壓力。
石化蒸汽減壓閥設(shè)計(jì)選型蒸汽減壓閥的類(lèi)型
減壓閥自動(dòng)調(diào)節(jié)壓力的機(jī)構(gòu)是調(diào)節(jié)彈簧與蒸汽之間的壓力平衡。目前，所有的減壓閥都是利用這一原理。但是決定閥門(mén)開(kāi)啟的機(jī)構(gòu)，有兩種類(lèi)型：
直接作用式：閥的開(kāi)度直接由調(diào)節(jié)彈簧的伸縮決定
先導(dǎo)式：調(diào)節(jié)彈簧直接傳遞壓力設(shè)定力到與比主閥小的先導(dǎo)閥上。
以下是各種閥門(mén)開(kāi)啟機(jī)構(gòu)的總體特征。
直接作用
使用于低負(fù)載并且不需要精密控制壓力的工況
優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、經(jīng)濟(jì)、便于安裝
缺點(diǎn)：相對(duì)于先導(dǎo)式，它可以使用的流量范圍有限，如果流量或者一次壓力波動(dòng)可能導(dǎo)致二次壓力偏離設(shè)定壓力（偏差）。在直接作用式減壓閥中，閥的開(kāi)啟度是直接由調(diào)節(jié)彈簧的壓縮和伸長(zhǎng)決定的。當(dāng)彈簧被壓縮時(shí)，它就會(huì)增加開(kāi)啟力，從而增加流量。當(dāng)下游的蒸汽壓力作用時(shí)（通常作用在波紋管或膜片上），和壓縮彈簧下壓的壓縮力相互抵消。因此，啟閉閥門(mén)的力是被調(diào)節(jié)彈簧的靈敏度限制的。最終的結(jié)果是只通過(guò)一個(gè)小閥嘴來(lái)簡(jiǎn)單的壓力調(diào)控，只能使用于小流量的工況。（當(dāng)流量較高時(shí)會(huì)導(dǎo)致壓力下降）。
石化蒸汽減壓閥設(shè)計(jì)選型先導(dǎo)式
使用與高負(fù)載和需要精密控制壓力的工況
優(yōu)點(diǎn)：緊密控制，當(dāng)流量或者一次壓力波動(dòng)時(shí)不會(huì)使二次壓力偏離設(shè)定壓力（偏差）。與直接作用式相比，可使用的流量范圍更廣。
缺點(diǎn)：體積大、價(jià)格相對(duì)直接作用式更高，比直接作用式結(jié)構(gòu)更復(fù)雜
當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，先導(dǎo)閥向下的力將會(huì)增加，從而打開(kāi)主閥的活塞和膜片。先導(dǎo)閥啟閉的原理和直接作用式減壓閥相同，通過(guò)調(diào)節(jié)彈簧和二次壓力的平衡而作用。與此不同的是，先導(dǎo)式減壓閥是通過(guò)先導(dǎo)閥的啟閉來(lái)傳導(dǎo)壓力至主閥活塞或膜片的。先導(dǎo)閥處的壓力會(huì)產(chǎn)生向下的力從而打開(kāi)較大的主閥活塞，提供一個(gè)更大的流通面積和流量。
由于向下的力被活塞和膜片放大，先導(dǎo)閥微小的變化將會(huì)導(dǎo)致流量較大的變化，并將影響到下游的壓力。因此，調(diào)節(jié)彈簧作用在先導(dǎo)閥力只要有微小的變化主閥就會(huì)快速反應(yīng)調(diào)整流量。大流量，快速反應(yīng)和的壓力控制，這三點(diǎn)就是這種類(lèi)型的減壓閥相對(duì)于直接作用式減壓閥的優(yōu)勢(shì)所在。從上面的特性我們知道直接作用式減壓閥和先導(dǎo)式減壓閥的使用目的和應(yīng)用是有區(qū)別的。
石化蒸汽減壓閥設(shè)計(jì)選型總而言之
直接作用式減壓閥通常用于流量較低，壓力控制精度不高的場(chǎng)合。在低負(fù)載工況下被較多的使用。
先導(dǎo)式減壓閥適用于流量變化較大，而壓力控制要求相對(duì)較高的工況。在高負(fù)載的工況下有廣泛的應(yīng)用。
考慮到以上兩點(diǎn)，只有先導(dǎo)式減壓閥適合去處理這種類(lèi)型的工況，并且可以保持二次壓力的穩(wěn)定。在一般情況下，先導(dǎo)式減壓閥用于流量波動(dòng)較大或壓力要求非常穩(wěn)定的工況。
諸如消毒、單元加熱器、加濕器和小型工藝設(shè)備等低流量工況可以使用直接作用式的減壓閥。而類(lèi)似于蒸汽管道等大流量、負(fù)載變化較大，而用汽設(shè)備對(duì)壓力精度要求較高的工況則需要使用先導(dǎo)式減壓閥。
此外，某些用汽設(shè)備在啟動(dòng)階段的用氣量和正常運(yùn)作時(shí)的用氣量相差較大，對(duì)于這種類(lèi)型的工況，還是需要使用先導(dǎo)式的減壓閥。
先導(dǎo)活塞式蒸汽減壓閥通過(guò)活塞來(lái)平衡壓力，帶動(dòng)閥瓣運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)減壓功能。該閥體積小，活塞所允許的行程較大，但由于活塞在缸體中的摩擦力較大，因此靈敏度比薄膜式減壓閥低。另外，其制造工藝要求嚴(yán)格，特別是活塞、活塞環(huán)、缸體、副閥等零件，由于用在蒸汽減壓閥上，這些零件受熱后的膨脹間隙不易控制，易產(chǎn)生卡住或漏汽現(xiàn)象，更影響它的靈敏度。盡管如此，這種結(jié)構(gòu)的減壓閥仍使用很廣，特別是當(dāng)介質(zhì)溫度較高時(shí)，薄膜式減壓閥由于耐高溫的薄膜材料難以解決，所以選用活塞式減壓閥用于蒸汽管道。
