上海申弘閥門有限公司
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石化蒸汽減壓閥設(shè)計選型
先導活塞式蒸汽減壓閥由主閥和導閥兩部分組成。主閥主要由閥座、主閥盤、活塞、缸套、彈簧等零件組成。導閥主要由閥座、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?，F(xiàn)有傳統(tǒng)的高溫高壓蒸汽減壓閥在高溫熱膨脹影響下閥門發(fā)生泄漏,閥塞易刮擦或卡死。本實用新型的閥籠為設(shè)有多級減壓套的多級閥籠,每一級減壓套均設(shè)有多個進氣通孔；相鄰減壓套之間設(shè)間隙；閥體的蒸汽進口通過閥籠的進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)過減壓后達到產(chǎn)品和設(shè)備的使用要求。通過減小蒸汽流道的通徑來降低蒸汽的壓力的閥門，來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)計十分關(guān)鍵，在石油化工工藝設(shè)計過程中，掌握蒸汽管道配管設(shè)計的要點能夠有效地提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
石化蒸汽減壓閥設(shè)計選型蒸汽管道中的設(shè)計
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)濟性和美觀性，必須充分滿足蒸汽管道的設(shè)計要求，保證石油化工工程的安全運行。在石油化工工藝裝置蒸汽管道配管的設(shè)計過程中，包括對蒸汽管道中的配管裝置、排液設(shè)施以及蒸汽支管進行合理設(shè)計。
管廊上的蒸汽管道的設(shè)計
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 的低級壓力蒸汽管道。針對不同壓力等級的蒸汽管道模式，采取不同的蒸汽管道的布置方式。在進行蒸汽管道設(shè)計時，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“Π”型補償器的布置。
蒸汽管道排液設(shè)施的設(shè)計
在石油化工生產(chǎn)過程中，蒸汽管道產(chǎn)生大量高溫蒸汽，在暖管或開車階段會發(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)流動過程中，由于壓力的降低會再次產(chǎn)生蒸汽，形成汽液混流，如果排液設(shè)施沒有進行及時排液，有可能會導致管道裂縫。因此，蒸汽管道內(nèi)的排液設(shè)計是十分重要的。在排液設(shè)施布置時，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
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)計過程中，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、減壓閥和調(diào)節(jié)閥之間、蒸汽分水器的點等需要設(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)計要點
蒸汽管道配管的合理設(shè)計是提高石油化工安全生產(chǎn)和經(jīng)濟效益的關(guān)鍵因素，在管道配管設(shè)計的過程中，把握各個裝置的設(shè)計要點，提高裝置的安全質(zhì)量。
管廊上的蒸汽管道的設(shè)計要點
在設(shè)計管廊上的蒸汽管道時，應(yīng)結(jié)合蒸汽管道的實際情況進行管道的設(shè)計，并且注意以下幾點。，“Π”型補償器在蒸汽管道內(nèi)的位置要經(jīng)過的分析計算后，合理規(guī)劃布置。比如，4MPa 的高壓蒸汽管道內(nèi)的補償器之間的距離是75 米，1.6MPa 的中等壓力蒸汽管道內(nèi)的補償器之間的距離是100 米，而13MPa 的超高壓蒸汽管道內(nèi)的補償器之間的距離是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)計選型蒸汽管道排液設(shè)施的設(shè)計要點
蒸汽管道排液設(shè)施的布置在石油化工的生產(chǎn)過程中發(fā)揮重要的作用，在排液設(shè)施的設(shè)計過程中，注意根據(jù)蒸汽管道的不同位置使用合適的管道閥門。比如，對于蒸汽分管道的下部、蒸汽管道減壓閥和調(diào)節(jié)閥前使用自動閥門阻氣排液；對于分段暖管的管道端、水平管道流量孔前端和過熱蒸汽的管道前端使用手動閥門進行排液。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，這是因為不同壓力的蒸汽產(chǎn)生的凝液對管道的影響也是不一樣的。對于中壓蒸汽和高壓蒸汽產(chǎn)生的凝液，在管道的點應(yīng)布置疏水設(shè)施。為了減少壓降對蒸汽管道的影響，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)。
由主閥和導閥兩部分組成。主閥主要由閥座、主閥盤、活塞、彈簧等零件組成。導閥主要由閥座、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,通過導閥啟閉驅(qū)動活塞調(diào)節(jié)主閥節(jié)流部位過流面積的大小,實現(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,使蒸汽管道布置的安全性和經(jīng)濟性達到完美的統(tǒng)一,顯得非常重要.本文就這一問題進行了闡述.
石化蒸汽減壓閥設(shè)計選型
降低蒸汽壓力
如果僅僅是為了減壓，只需略微開啟主閥或在蒸汽管道上安裝孔板就可以實現(xiàn)，但這樣會導致流量產(chǎn)生無序波動，從而會伴隨著壓力相應(yīng)的波動。為了解決這些問題，據(jù)需要使用減壓閥（RPV）來控制下游壓力。確保即使在流量波動情況下，壓力也能維持穩(wěn)定。
減壓閥的優(yōu)勢
盡管可以通過使用控制閥、壓力傳感器和控制器來維持蒸汽壓力穩(wěn)定，但是減壓閥可以*通過自我調(diào)節(jié)運行、無需電力就能控制蒸汽壓力的優(yōu)勢。并且由于它可以自動感應(yīng)壓力，所以能非?？焖俚胤磻?yīng)動作。
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降低壓力。
石化蒸汽減壓閥設(shè)計選型蒸汽減壓閥的類型
減壓閥自動調(diào)節(jié)壓力的機構(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。但是決定閥門開啟的機構(gòu)，有兩種類型：
直接作用式：閥的開度直接由調(diào)節(jié)彈簧的伸縮決定
先導式：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閥上。
以下是各種閥門開啟機構(gòu)的總體特征。
直接作用
使用于低負載并且不需要精密控制壓力的工況
優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊、經(jīng)濟、便于安裝
缺點：相對于先導式，它可以使用的流量范圍有限，如果流量或者一次壓力波動可能導致二次壓力偏離設(shè)定壓力（偏差）。在直接作用式減壓閥中，閥的開啟度是直接由調(diào)節(jié)彈簧的壓縮和伸長決定的。當彈簧被壓縮時，它就會增加開啟力，從而增加流量。當下游的蒸汽壓力作用時（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)果是只通過一個小閥嘴來簡單的壓力調(diào)控，只能使用于小流量的工況。（當流量較高時會導致壓力下降）。
石化蒸汽減壓閥設(shè)計選型先導式
使用與高負載和需要精密控制壓力的工況
優(yōu)點：緊密控制，當流量或者一次壓力波動時不會使二次壓力偏離設(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：體積大、價格相對直接作用式更高，比直接作用式結(jié)構(gòu)更復(fù)雜
當負載增加時，先導閥向下的力將會增加，從而打開主閥的活塞和膜片。先導閥啟閉的原理和直接作用式減壓閥相同，通過調(diào)節(jié)彈簧和二次壓力的平衡而作用。與此不同的是，先導式減壓閥是通過先導閥的啟閉來傳導壓力至主閥活塞或膜片的。先導閥處的壓力會產(chǎn)生向下的力從而打開較大的主閥活塞，提供一個更大的流通面積和流量。
由于向下的力被活塞和膜片放大，先導閥微小的變化將會導致流量較大的變化，并將影響到下游的壓力。因此，調(diào)節(jié)彈簧作用在先導閥力只要有微小的變化主閥就會快速反應(yīng)調(diào)整流量。大流量，快速反應(yīng)和的壓力控制，這三點就是這種類型的減壓閥相對于直接作用式減壓閥的優(yōu)勢所在。從上面的特性我們知道直接作用式減壓閥和先導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合。在低負載工況下被較多的使用。
先導式減壓閥適用于流量變化較大，而壓力控制要求相對較高的工況。在高負載的工況下有廣泛的應(yīng)用。
考慮到以上兩點，只有先導式減壓閥適合去處理這種類型的工況，并且可以保持二次壓力的穩(wěn)定。在一般情況下，先導式減壓閥用于流量波動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。而類似于蒸汽管道等大流量、負載變化較大，而用汽設(shè)備對壓力精度要求較高的工況則需要使用先導式減壓閥。
此外，某些用汽設(shè)備在啟動階段的用氣量和正常運作時的用氣量相差較大，對于這種類型的工況，還是需要使用先導式的減壓閥。
先導活塞式蒸汽減壓閥通過活塞來平衡壓力，帶動閥瓣運動，實現(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，特別是當介質(zhì)溫度較高時，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。
