工业蒸汽系统减压阀组改造方案

之前介绍SY42AX煤矿水管路减压阀应用案例，现在介绍工业蒸汽系统减压阀组改造方案蒸汽在工业生产中有着重要的作用。以钢铁企业为例，蒸汽是企业生产所使用的主要能源介质之一，同时也是生产的副产品，其主要作用是供热及提供动力。蒸汽系统一般由发生装置（如锅炉等）、蒸汽输送系统（包括管网及阀门）、蒸汽使用系统（包括换热器及汽轮机等）组成。阀门作为蒸汽系统中调控装置，在整个蒸汽系统中有非常重要的作用。 锅炉自产蒸汽系统，蒸汽作为设备（组合式空调器和浮盘管换热器）的热动力及热源时管道减压的施工工艺，可供同类型工程施工参考。蒸汽减压装置是供热工程中基本的手段,使用面广,其工作的直接对象一般都是安全系数要求较高的受压容器,如各类热交换器、化学反应容器等,对温度、压力等参数有严格的要求。然而从大量的运行的工程看,减压阀出口压力频繁超范围波动,减压稳定功能的丧失,一直是供热工程中极为普遍的问题。“超压”对设备工艺温度、产品质量、设备的自身安全,构成着直接的威胁,须引起高度重视。关于造成这一问题的根本原因,至今尚未见到公开发表的相关资料可以借鉴。本文主要研究和分析了减压装置失效主要原因,提出了减压装置设计的基本要求及相关措施。通过对大量失控装置的调查发现一个共同问题,阀内积有大量存水。 在纺织、印染、造纸、橡胶、化工、食品加工、制药、医疗等领，企业都有蒸汽用热需求，过去大部分企业都是采用燃煤锅炉作为热源，随着环保整治力度的不断加大，燃煤锅炉的取缔与整改成为环保综合治理强化督查的重点，寻找清洁的能源替代势在必行。 
蒸汽系统节能潜力巨大，节能的途径也很多，本文主要从先导式减压阀应用的角度谈起。 在蒸汽系统中，先导式减压阀是采用控制阀体内的启闭件的开度来调节介质的流量，将介质的压力降低，同时借助阀后压力的作用调节启闭件的开度，使阀后压力保持在一定范围内，在进口压力不断变化的情况下，保持出口压力在设定的范围内，保护其后的生活生产器具的一种装置。工业蒸汽系统在使用过程中一些常见问题的创新性解决方案.例如蒸汽系统疏水阀组的改造、车间集中用气点配管和通过选择阀门来达到不同使用要求、车间利用蒸汽和给水的结合来增加热水使用点等问题. 工艺过程、换热网络和公用工程。其中蒸汽系统是公用工程系统的主要组成部分，其能耗在企业中占相当大的比例，同时其安全、稳定运行也是企业安全平稳运行的基础。 目前国内外对蒸汽系统调度的研究主要集中在平稳工况下的优化运行，而很少涉及工况变化时的调度问题。在工厂实际生产中当蒸汽系统发生工况变化尤其是发生主要设备故障等异常事件时，工厂调度人员一般根据以往经验做出定性的调度。这种调度方法无法给出的调度方案，往往造成调度时间增长、能耗增加。因此研究蒸汽系统工况变化尤其是异常事件发生时的调度问题，即全工况调度，对流程工业节能降耗以及安全稳定运行有着重要意义。 本学位论文在总结前人在蒸汽系统调度研究成果的基础上，将研究重点集中在蒸汽系统工况变化时的调度问题上。结合流程工业蒸汽系统及工艺的特点，建立了各类蒸汽设备以及工艺蒸汽设备的模型，总结了其在全工况调度时的作用；提出了针对具体事件，规则与优先级相结合的全工况调度方法；在此基础上设计了蒸汽全工况调度系统；后研究某煤化企业的蒸汽调度规则和设备优先级，并针对两个异常事件给出了全工况调度的应用示例。

工业蒸汽系统减压阀组改造方案

本文通过某钢铁企业厚板厂蒸汽系统先导式减压阀并联阀站的具体应用案例，从节能和设备安全的角度出发，进行了系统设计。实际效果表明，达到了预期的目的。 1 先导式减压阀的工作原理 先导式减压阀结构示意图见图1，通过阀门下游管线的反馈管反馈压力的变化情况，反馈管的压力变化直接作用于先导阀的膜片下。图1 先导式减压阀结构示意图1—调节螺栓；2—调节弹簧；3—先导阀膜片；4—先导阀阀芯；5—主阀阀芯；6—主阀膜片；7-隔膜室入口；8-反馈管；9-三通节流头 当系统压力高于调节弹簧的压力设定点时候，膜片下的压力推动其压紧弹簧向上移动，逐步关闭压力先导阀。当压力先导阀关闭时，蒸汽不会再进入减压阀主阀下面的隔膜腔，主阀也随之关闭，此时的减压阀相当于一个关闭的截止阀，消除了因为阀门泄漏而导致阀后压力持续升高，安全阀放散的问题。反之当蒸汽压力下降低于设定值时，压力先导阀打开，蒸汽进入主阀隔膜腔，顶起主膜片打开主阀，进行减压。 对于蒸汽系统的正常运行起着重要的作用。减压阀使用的是否合理，影响着系统能否稳定的运行。

工业蒸汽系统减压阀组改造方案因此，我们在使用中需注意以下问题：
1 当蒸汽流量变化比大于10:1，减压阀应采用并联安装；
2 当减压比超过10:1时，减压阀应采用串联安装；
3 减压阀前应安装100目滤网的过滤器，并确保安装正确；
4 减压阀前后变径时，应采用偏心大小头；
5 减压阀应水平安装，并确保蒸汽流向与阀体箭头方向一致；
6 正确的安装感应管；
7 增大减压阀下游管径来防止流动阻滞；
8 减压阀前后应安装疏水阀组和汽水分离器；
9 如须安装旁通阀，则应安装在管道上方，且旁通阀口径与减压阀口径相同。
2 先导式减压阀并联阀站在某钢铁企业厚板厂的应用案例

上海申弘阀门有限公司主营阀门有：蒸汽减压阀,减压阀(气体减压阀,可调式减压阀先导式减压阀并联阀站示意图见图2。图2 先导式减压阀并联阀站示意图 以某钢铁企业厚板厂蒸汽系统为例：蒸汽用户主要有浴室、磨辊间、检化验室等，蒸汽由公辅总管DN150供给，减压前蒸汽压力为1.0-1.6MPa，减压后蒸汽压力为0.37-0.45MPa，蒸汽用量变化为1t/h-39t/h。
原有活塞式减压阀在蒸汽用量较小得时间段内（非洗浴期间），开度过小，气蚀严重，损坏频繁。同时由于活塞式减压阀密封性不好，当蒸汽用户不再使用时，无法实现静态减压，导致阀后压力持续上升，安全阀频繁放散，造成能源浪费，据粗略估算，年蒸汽放散约9000t。 为解决这一问题，经设计选型采用先导式减压阀并联阀站代替原有的活塞式减压阀。改造后蒸汽系统压力，流量稳定，消除了蒸汽的放散，保证蒸汽的正常供给及使用。

根据蒸汽使用过程中负荷变化大的情况，分两路进行减压。先导式减压阀并联阀站由主减压阀、辅减压阀、安全阀、疏水阀、过滤器、截止阀、压力表及管道组成。 当减压阀后压力低于主减压阀设定值时0.37MPa时，主、辅减压阀同时工作；当减压阀后压力低于辅减压阀设定值0.45MPa而高于主减压阀设定值时0.37MPa，仅辅减压阀进行工作；当减压阀后压力高于辅减压阀设定值0.45MPa，主、辅减压阀都不工作，维持阀后压力在辅减压阀设定值。 实际生产中，当非洗浴期间，蒸汽用量小，通过辅减压阀进行减压供汽。当洗浴期间，蒸汽用量增大，辅减压阀供汽量不足，压力降至主减压阀设定值以下时，主、辅减压阀同时工作进行供汽。
由于先导式减压阀调节精度高，可达到0.01MPa，使得主、辅减压阀并联工作成为可能。同时在不同蒸汽用量时采用不同减压阀进行减压的工作方式，稳定了减压后蒸汽的流量与压力，避免了原有状态下，活塞式减压阀开度过小而造成的汽蚀及损坏。

3 工业蒸汽系统减压阀组改造方案使用效果
 对于此节能改造项目，原有活塞式减压阀使用过程中，因不能适应用气负荷的变化，一年内3次更新减压阀，2次在线修理均无效果，安全阀频繁动作，造成能源浪费，环境噪音大大超标。 实施改造后至今已1年有余，先导式减压阀并联阀站使用状态良好，供气压力稳定，无放散现象发生。年节约蒸汽折合标煤950t，*。实践表明，该节能措施有效。
蒸汽减压阀的作用主要有以下几点：
1、 可以为不同的设备提供不同的工作压力；
2、 饱和蒸汽工况下，通过控制蒸汽压力来控制蒸汽温度；
3、 压力降低可以提供蒸汽中更大比例的潜热，压力越低，潜热越大；
4、 低压使用，减少冷凝水所含的热量，减少二次蒸汽的损失；
5、 经过减压后的蒸汽具有更高的干燥度；
6、 安全的需要。

 4工业蒸汽系统减压阀组改造方案 结语
应用实践证明，先导式减压阀并联阀站在蒸汽负荷波动较大的场合有很好的适应性。为蒸汽负荷波动较大场合下的蒸汽减压设计提供了新的思路。设备运行稳定，安全可靠，颇有推广使用价值。与本文相关的论文：自力式煤气调压阀组​