蒸汽减压阀培训材料文稿

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1、.蒸汽 系 统培训资料主讲：樊小奇美国马克丹尼公司XX办事处20XX5月目 录第一部分：蒸汽系统的基本知识.3一、蒸汽系统的组成.3二、蒸汽的基本概念及蒸汽系统中所用术语的含义.3 三、凝结水的排放为什么是必须的？.4四、系统中存在空气产生的影响.5第二部分：锅炉系统6一、锅炉除氧控制系统.6二、锅炉连排扩容系统.6第三部分：蒸汽输送系统工艺与设备7一、正确地蒸汽输送系统.7二、蒸汽输送管道的正确选型.8三、蒸汽输送系统设备10第四部分：蒸汽能源回收系统.61一、蒸汽冷凝水的回收61二、蒸汽冷凝水的精处理78三、蒸汽输送系统设备1、 蒸汽压力调节设备蒸汽减压是通过流体在阀门中的节流实现的,流体

2、通过减压阀时的流动过程是绝热节流过程,这种过程是不可逆的绝热膨胀等焓流动,节流后焓值不变,温度有所降低,比容和熵有所增加。目前工程上通常采用机械式蒸汽减压阀和电动/气动蒸汽调节阀对蒸汽进行减压。1.1 蒸汽压力电动/气动调节系统工作原理由压力传感器将阀后压力信号转换成4-20MA电流信号送至PID调节器,在PID调节器内设定阀后压力,由PID调节器经过计算向电动蒸汽调节阀输出4-20MA控制信号,控制阀门开启度,以维持阀后压力稳定。蒸汽压力电动/气动调节系统的调节精度由调节阀的工作流量特性即调节阀在前后压差随流量变化的工作条件下,调节阀相对开度与相对流量之间的关系决定。用电动或气动控制阀+压力

3、传感器+控制仪来控制,这种方法并且压力负荷变化较小的场合。 系统特点 a在蒸汽流量较小时5t/h电动调节阀控制蒸汽流量和阀后压力较为精确。c. 蒸汽电动调节阀开度较大时阻力较小,压降0.05Mpa。 应用场合蒸汽压力电动/气动调节系统适用于流量负荷较大,机械式调节阀精度无法满足要求的场合。 调节阀选型为合理选定调节阀,应正确计算调节阀的流通能力,否则会使调节阀的口径选得过大或过小。如果口径选得过大,不仅浪费投资,而且会使阀门经常处于小开度位置,从而造成调节品质下降。反之,如果口径选得过小,即使阀门处于全开状态,也不能适应最大负荷的需要,使调节系统失灵。流通能力的定义是：当阀门全开,阀两端的压力

4、降为0.1Mpa,流体的密度为1g/cm3时,每小时流经调节阀的流量,用符号C来表示。对于蒸汽C值按下式计算：C= C= 式中：Q-最大流量kg4/h-最大流量时的进口绝对压力MPa-最大流量时的进口绝对压力MPaK-K=1+0.0013*过热温度/-最大流量时进出口压力差MPa=-注： 以上公式只适用于水蒸气。 除了流量系数的选择计算外,调节阀选择时还应该注意与执行器配合后的最大承受压差,调节阀的最大工作温度以及控制信号、调节特性曲线等。 调节阀的安装 一般情况下,蒸汽调节阀前需要安装有疏水阀组,实现对阀前的冷凝水的自动及时排放,避免管道中的凝结水对调节阀形成的水击损坏；如果调节阀后为提升管

5、道,也应该安装相应得疏水阀组；另外调节阀前一般应该在水平管道上侧装与进口管道同径的过滤器,滤网不小于4060目。其次,一般调节阀前后要进行缩扩径处理,变径时使用偏心大小头,避免使用同心大小头。其他安装事项大致与机械式减压阀相同。1.2 机械式蒸汽减压阀 机械式蒸汽减压阀靠调节阀芯与阀座流通截面积以稳定阀后压力的稳定,一般分为两类,即直接作用型和先导调节型。机械式蒸汽减压阀有以下特点：a) 阀门在小流量下后端压力变化较小,在小流量大压差工况下减压效果较好。b) 阀门在大流量情况下阀后压力下降较大。c) 机械式蒸汽减压阀适用于流量负荷较小。在常规应用中机械式蒸汽减压阀使用较为广泛,他们的调节比一般

6、为10:1或20:1。 直接作用型蒸汽减压阀压力调节感应孔压力设定弹簧压力设定调节钮过滤网阀瓣及阀座阀杆压力传感器/阀操作器阀盖直接作用式减压阀工作过程：传感器/操作器感应压力并直接移动阀门,压力直接作用于设定弹簧；压力的变化作用于传感器/操作器,以此通过阀杆推动阀门动作。在启动阶段,设定弹簧放松,阀簧和进口蒸汽压力使得阀门关闭；调整设定压力,压紧设定螺钉,设定弹簧压缩力克服阀簧和进口压力,阀门打开蒸汽流至阀门出口；获得设定点：波纹管或者膜片感应减小的压力,波纹管或膜片移动阀位直至减小的介质压力与设定弹簧力平衡,继续调整设定点改变阀的位置来获得所需要的压力。直接作用式减压阀的特点： 体积最小

7、无外接管,自成一体 价格便宜 排量最小 精度最低,10% 直接作用式减压阀的安装：小流量下稳压孔可拆卸主阀和阀座内部压力感应孔带O型密封圈的活塞操作器先导阀压力设定螺栓先导阀保护滤网压力设定弹簧主阀具有单独流量控制和密封座 内部先导式减压阀内部先导式减压阀工作过程：先导阀膜片感应压力变化；先导阀将放大的信号输出给移动主阀的活塞；主阀补偿迅速恢复压力内部先导式减压阀的操作：启动- 放松设定弹簧- 高压蒸汽和阀簧将导阀和主阀关闭调整设定压力- 压紧设定弹簧- 导阀打开 - 活塞上部的高压蒸汽推动主阀打开- 蒸汽流过主阀到达出口- 蒸汽压力通过内部传感孔到达膜片下侧获得设定压力：- 金属膜片下侧的压

8、力使得膜片上移关闭主阀- 活塞两侧的压力慢慢相等,主阀在下游压力与设定压力相等时找到位置点- 主阀位置建立,调整到了设定压力内部先导式减压阀的特点：尺寸小内部通道免去了外部接管在先导式阀中购买和安装成本最低排量较大精度高于直接作用式,精度为5%内部先导式减压阀安装使用说明：减压系统安装示意图当安装减压阀时注意1不要随意拆卸减压阀,否则可能会影响减压阀的正常使用效果。2在配管前,进行管路清洗,去除其中的异物和锈层,否则可能造成机器故障。3在减压阀的进口前安装一个过滤器滤网为100目或相当的。否则将影响阀的性能,无法实现正确的压力控制。4在减压阀后安装一个安全阀。否则会由于意外过压,不能进行安全报

9、警,并且会对设备造成损坏。5在减压阀前后各安装一块压力表。否则将影响正常的压力设定和控制。6在减压阀前安装一只蒸汽疏水阀,防止凝结水积聚。否则将造成凝结水无法及时排放,影响阀的性能或者造成其他不良后果。7当安装快速开关阀时例如电磁阀,与减压阀的距离至少3米。否则可能由于压力波动太快,造成减压阀无法实现正常的减压功能或大大缩短减压阀的使用寿命。8在两级减压系统中,两个减压阀之间的距离最少3米,否则可能影响正常使用,无法实现正常的减压。9按照流体的流向,正确进行安装,否则可能影响正常使用。10不允许在减压阀上放置重物或对其进行扭转和剧烈的震动,否则可能产生机器故障。11垂直向上安装减压阀；安全阀设

10、定压力应略高于减压阀后的压力,一般高出10%或者0.07MPa；12当减压比很大时,应安装多级减压器以保证管道中的流速30m/s。为了能容易的拆卸和更换减压阀,在其上下均应该预留足够的空间减压阀操作须知警告 1不许用裸手直接接触阀体,否则可能造成烫伤。注意 1在操作前,应首先关闭减压阀前截断阀,并利用旁路去除全部异物和铁锈,否则可能造成减压阀故障,无法正常工作。2 通过旁路管线的二次侧压力必须低于设定压力。否则由于通过旁路管线的二次侧压力高于设定压力,引起安全阀起跳。3 当调整压力时,慢慢地轻动调整螺丝,不当的调整操作可能行成水击或砰砰作响声等,对减压阀或其他设备造成损坏。4 管线中的凝结水要

11、完全排除,当长时间不用时,应关闭减压阀前后的截止阀。管路中产生的铁锈可能造成故障5 对于带手柄的型号,确实需要进行手动操作时,应首先按下手柄,再进行转动调整；此时,不可用力过大或转动过快,以免损坏手柄。减压阀压力调整步骤按照以下步骤慢慢转动调节螺丝,即可完成设定。不当的调整操作可能形成水击或砰砰作响声等,可能对减压阀或其他设备造成损坏。1关闭减压阀前后截断阀,在保证安全阀不起跳的情况下,开启旁路管线截断阀并保持足够的时间,以完成利用流通介质对管道中的异物或锈层的吹扫去除。吹扫完成后,关闭旁路管线截断阀。2缓慢打开安装在减压阀前的截断阀,并调整减压阀后截断阀的开启度,保持管道有小流量通过。3松开

12、锁紧螺母,缓慢转动调整螺丝,并观察阀后的压力表,直到要求的设定植为止顺时针转动压力上升,逆时针转动压力下降。对于带手柄的型号,由于正常状态下,手柄处于自锁位置,因此调整压力时,应首先按下手柄,松开自锁,再缓慢转动调整螺丝,并观察阀后最近的压力表,直到要求的设定植为止顺时针转动手柄时,阀后压力上升；逆时针转动手柄时,阀后压力下降。4缓慢打开减压阀后截断阀,并按照步骤3进一步调整阀后压力,直到要求的设定植为止。5完成调整后,拧紧锁紧螺母。对于带手柄的型号,拉出手柄,利用内部装置锁紧；如果手柄没有锁紧,左右转动手柄,即可完成自锁动作。减压阀安装配置参考示例： 外部先导型蒸汽减压阀外部先导式蒸汽减压减

13、压阀,由压力反馈管把阀后压力传递至膜盒,膜盒产生位移使阀芯与阀座流通截面积改变而维持阀后压力稳定在一定范围内。马克丹尼先导式蒸汽压力调节阀介绍HD Series先导式调节阀 球墨铸铁阀体HD系列HD系列配置全径过滤器与吹除式排污阀,安装在导阀适配器里以防污物进入淬硬不锈钢阀座密封面,保证长周期运行预装管件及先导阀适配器典型应用 Watson Mcdaniel 公司出品的D系列和HD系列先导式调节阀适用于蒸汽系统中对压力和温度精确控制的场合。D系列调节阀材质是铸铁；HD系列调节阀材质是压力与温度等级更高的球墨铸铁。该系列调节阀可配用多种不同用途的先导阀,有压力先导式,温度先导式以及压力温度组合先

14、导式。每一种先导阀均可通过先导阀适配器进行组合与拆卸。这种模块设计使得系列产品用途十分广泛。该系列减压阀提供了覆盖整个压力范围的弹簧等级,并用颜色加以区别。最常选用的先导阀有P型压力先导阀和T型温度先导阀。 先导阀 压力先导阀 使用压力先导阀时,你可以有几种选择形式。P型及P5型压力先导阀均为弹簧调节式压力先导阀。P型先导阀用于普通压力调节的场合。P5型先导阀则用于要求调节压力精确的场合。P5型的调节精度可维持在1psi的范围内。A型空气先导阀是通过压缩空气进行压力调节,减压一般用于减压阀及减压站的遥控调节。 温度先导阀 T型温度先导阀适用于对温度的调节。先导阀测温头内填充了温度敏感液体,受热

15、膨胀。液体的膨胀反馈到波纹管进行温度先导调节。T型温度先导阀安装了一个耐过热波纹管,以保护可能处于过热工况下的先导阀。T型温度先导阀的温控范围为60260oF。 开与关 调节阀的开关控制可使用S型电磁开关先导阀。S型先导阀是通过电源来控制调节阀的关闭与开启。它一般与P型先导阀或T型先导阀组合使用。 压力 温度先导阀 PT型先导阀组是用于系统要求一个调节阀既要控制压力又要控制温度的场合。当调节阀安装PT型先导阀后。下游压力受P型压力先导阀的最大压力设定值限定,而T型温度先导阀保证其准确的使用温度。 背压先导阀 当需要控制系统的背压时,可在HD系列调节阀上配装BP型背压先导阀,这种先导阀控制调节阀

16、上游的压力。 先导阀的组合 先导阀的一大优势在于可以在调节阀上安装不同类型的先导阀及其组合。以上三种先导阀可以组合在一起进行调节阀的控制。最常用的先导阀组合是温度 压力先导阀,若另外再加装S型电磁先导阀,可直接对系统进行开关控制。其他先导阀的组合空气/电磁阀先导空气/气压温度控制器先导空气/电磁阀/气压温度控制器先导两个压力先导/两个电磁阀先导压力先导/电力定时先导压力先导/电力定时/电磁阀先导温度先导/电力定时先导温度先导/电力定时/电磁阀先导背压先导背压/电磁阀先导Watson McDaniel 公司出品的先导阀也能与其他厂家生产的调节阀相匹配。型号 HD- 系列 接口尺寸 1/2”6”螺

17、纹 1/2”2”接口型式 法兰 150# 2”6” 法兰 300# 2”6”阀体材料 球墨铸铁 PMO 最高工作压力 300 PSIG ,20.7bar 压力温度等级NPT/BSP 450 PSIG 650oF,31.0 bar 343 150# 法兰 150 PSIG566oF,10.3 bar 297 300# 法兰 450 PSIG650oF,31.0 bar 343 推荐压力 最小压差：10 psig*,0.7 bar ;最小入口压力：15 psig*,1.0 bar;*温度先导式调节阀最小入口压力为0.3 bar, 5 psig流量 蒸汽磅/小时入口压力 PSIG ,磅/平方英寸 出

18、口压力 PSIG,磅/平方英寸 1/23/411-1/41-1/222-1/2346CV系数3.86.7111521375571113241+5*028580150140250230350310500440800770012001100160015002600240055005100+7*02311510590200180160325300275450400375600575525110010009001650150013002100200018003600310028007800670106000+10*02515014010026024017542540030057555040085080

19、0600150014001000220021001600280027002000460043003200990091006900+12*0471601401252802402004754003756005505009008007001600140012002400210019003100270020004900430038001030091008200150-358190175140325300250550500400750700500100090080018001700130027002500200035003200260056005200420012000111008900200-5101

20、221019017037532530062555050085075067512001000950210018001600310027002500400035003200640056005100137001200010800250-710152502252004504253507757006001050975800150013001100260024002000380036003000500046003900790073006200169001560013200300-1215202752502255004503758007506501100100085015001400120027002500

21、2100410038003200520049004100830045006500178001660014000400-18253035030025060050042510008507001350115010001900160014003300280025005000420037006400540047001030087007600219001850016100500-2030404003502757006505001200110080016501500110023002000150041003600270060005400410078006900520012400110008300265002

22、360017800600-3035504754253008507755251350125085019001700120026002400160046004300290069006400430089008200560014200131008900303002790019000750-35506057547540010008257001650135011502300190016003200260022005600460069008300690058001080089007400172001410011800366003010025200900-456075675575425120010007501

23、95017001200270023001700370032002300660057004100980085006100127001090079002020017400126004310037100270001000-5060807507005001300120087521002000140030002700190041003800270073006700480010800100007100140001290092002220020500147004750043800313001250-6075100925825625165014751100270024001800370033002500520

24、046003500910082006200140001220092001750015700119002800025000190005950053500404001500-7510012511009256501900160011503100270019004300360026006000510036001060090006400158001340095002040017400123003240027700296006910059000419001750-851251501275100075022501800130037002900210050004000290071005600410012500

25、990073001860014700108002400018900140003820030100222008140064300475002000-1001251501450130010752500230019004200370031005700510043008000710060001410012600106002100018700157002710024100203004310038400323009200081900689002250-120150175157514501350280025002400460042003900620057005300870080007400154001410

26、01310022900210001950029500272002520047000433004010010020092300855002500-13015020017501650120031002900 210051004700350069006500480097009100670017100160001190025500238001760032900308002280053400490003620011180010460077300*阴影部分只适用于温度先导阀、电磁先导或温度 电磁组合式先导阀。 +只适用于低压T型温度先导阀。 外部先导式蒸汽减压阀安装使用说明：压力反馈管安装时应由阀体到取压

27、点向下倾斜,防止压力反馈管产生的凝结水倒流入减压阀,造成无法减压或损坏减压阀的现象发生,其它安装使用注意事项与内部先导式蒸气减压阀相同典型安装示例：外部先导式蒸气减压阀的单级减压站外部先导式蒸气减压阀的串联多级减压站外部先导式蒸气减压阀的并联多级减压站1/3+2/3电力时序自动控制的减压站换热器用压力温度组合先导式调节阀站2.2 蒸汽流量控制设备目前在自动控制蒸汽流量的系统中,使用较多的有电动/气动控制阀、电磁阀、自力式温度控制阀。以上阀门的选型与压力调节系统得调节阀选型相同,根据流量负荷与阀门前后的压力差,计算出相应得需求流量系数,同时考虑适当的安全系数,一般为1.2来选取合适的阀门口径。注

28、意：在进行阀门选型时必须考虑阀门承受的温度和压力差,在压差较大时,需要考虑使用平衡阀或者自力式温度控制阀中的双阀座阀。电磁阀一般用于流量控制要求较低,管道口径较小,并且蒸汽温度较低的场合,这是因为蒸汽温度较高后,长时间工作会造成电磁阀的磁通量降低,执行器输出力矩减小,有时会造成动作困难或者完全失效。电动/气动控制阀用于要求流量控制精确或者蒸汽流量较大的场合。用于过热蒸汽时必须考虑相应得闪蒸汽蚀余量。自力式温度控制阀在一般的换热设备的蒸汽流量控制上使用较为广泛,控制系统完全利用内部机械机构,无需外部动力,控制较为精确,使用稳定、寿命较长。美国马克丹尼公司的自力式温度控制阀主要有两种： HDT系列

29、先导式温度调节阀 它是采用HD系列调节阀安装T型温度先导阀适用于控制各种工艺及系统中的温度 ,典型工况包括热油器、加热炉、加热器、干燥器及热夹套等。工作原理：安装温度先导阀用以控制温度先导式调节阀的操作工况。测温探头内填充热静力感应液体以监测被测区域的温度。测温探头与温度先导阀之间由一根毛细管连接。当测温头被加热,探头内的液体膨胀并通过毛细管传递到温度先导阀上的波纹管。通过波纹管的热胀冷缩控制温度先导式调节阀的开关。技术规格表型号HDT系列温度控制范围接口尺寸DN15DN15016-49黄38-71黑49-82兰71-104红93-127绿接口形式螺纹1/2-2法兰 DN25 DN40DN15

30、0最高工作压力2.07MPa最高工作温度343温度控制精度1.7选型安装使用：1) 选型与HD系列减压阀相同2) 温度调节可通过旋转先导阀上调节旋钮轻松设定所需要的温度。3) 温度探头安装于被加热介质中,并与其能够充分接触,具体安装请根据使用设备咨询马克丹尼技术工程师。4) 其他的安装注意事项与减压阀相同。典型安装：175型/91400C型温度控制阀175型温度控制阀为单座温度控制阀,91400C为双座温度控制阀。工作原理：175/91400C系列自作用式温度控制阀是通过密封波纹管、毛细管以及温度探头组件进行工作的。测温探头插入需要进行温控的介质中。当探头周围的温度升高,探头内易挥发液体气化,

31、通过毛细管及波纹管的膨胀,传递给阀杆一个向下的力。反之,给阀杆一个向上的力。在温控范围内,通过调节温控阀可将温度调节到任意所需要的数值。技术规格表型号175系列91400C系列153系列冷却式接口尺寸DN15DN100DN15DN50DN15DN100接口形式螺纹BSPT、NPT150#、250#法兰螺纹BSPT螺纹BSPT、NPT150#、250#法兰最高工作压力1.72MPa1.72MPa1.72MPa最高工作温度232210232控制精度1.71.71.7温度控制范围6.726.7；4.437.8；15.648.9；26.760.037.871.1；43.376.743.376.7；54.487.865.698.9; 76.7110.087.8121.10-45;10-60;25-70;40-9055-100;70-120110-155;125-185;155-2256.726.7；4.437.8；15.648.9；26.760.037.871.1；43.376.743.376.7；54.487.865.698.9; 76.7110.087.8121.1典型应用：用于加热燃料油至合适温度工况 用于电镀或抛光罐的升温工况用于高压蒸汽灭菌器的工况 用于干燥箱工况用于换热器的冷却油工况 用于磨削厂冷却液的流量控制工况.