熱力系統蒸汽減壓閥

熱力系統蒸汽減壓閥 熱力蒸汽減壓閥 熱力蒸汽系統減壓閥 熱力系統高溫蒸汽減壓閥

之前介紹組合式減壓閥在國華惠州熱電應用，現在介紹熱力系統蒸汽減壓閥蒸汽減壓站的作用是將熱網或鍋爐的高壓蒸汽轉變為低壓蒸汽，用戶可根據需求選擇相應減壓閥。目前市場上常用的減壓閥有自力式蒸汽減壓閥和先導式減壓閥。蒸汽減壓閥在熱力系統的運行本系列減壓閥屬于先導活塞式減壓閥。由主閥和導閥兩部分組成。主閥主要由閥座、主閥盤、活塞、彈簧等零件組成。導閥主要由閥座、閥瓣、膜片、彈簧、調節彈簧等零件組成。通過調節調節彈簧壓力設定出口壓力、利用膜片傳感出口壓力變化，通過導閥啟閉驅動活塞調節主閥節流部位過流面積的大小，實現減壓穩壓功能。 主產品主要用于蒸汽管路，起減壓穩壓作用。主、再熱蒸汽及旁路系統本機組主蒸汽及再熱蒸汽系統采用單元制、一次中間再熱型式。通常我們將進入高壓缸的蒸汽稱為主蒸汽；高壓缸排汽稱為冷再熱蒸汽；冷再熱蒸汽經鍋爐再熱器重新加熱后進入中壓缸的蒸汽稱為熱再熱蒸汽；從主蒸汽管道經高壓旁路控制閥至冷再熱蒸汽管道稱為高壓旁路管道；從熱再熱蒸汽管道經低壓旁路控制閥以及噴水減溫器后至凝汽器的管道稱為低壓旁路管道。

一、熱力系統蒸汽減壓閥主蒸汽系統

１、主蒸汽管道

主蒸汽管道采用A335P91合金鋼。大蒸汽流量為鍋爐B-MCR工況時的大連續蒸發量1025t/h。設計蒸汽壓力18.2Mpa，設計蒸汽溫度546℃，主蒸汽管道計算壓力降約為0.6556MPa(MCR工況)。

主蒸汽從鍋爐過熱器出口聯箱，由單根管道接出通往汽機房。至汽機主汽門前分成兩根支管，各自接到汽輪機高壓缸左右側主汽及調節汽閥。然后再由四根高壓主汽管導入高壓缸。在高壓缸內作功后的蒸汽通過兩個高壓排汽止回閥，在出口不遠處匯合成單根管道進入鍋爐再熱器。這種單管系統的優點<比較雙管系統>是簡化管道布置，并能節省管材投資費用，同時，還有利于消除進汽輪機的主蒸汽和熱再熱蒸汽由于鍋爐可能產生的熱偏差，以及由于管道阻力不同產生的壓力偏差。

兩個主汽門出口與汽輪機調速汽門閥殼相接。主汽門的主要功用是在汽輪機故障或甩負荷情況下迅速切斷進入缸內的主蒸汽，汽輪機正常停機時，主汽門也用于切斷主蒸汽，調速汽門通過各自蒸汽導管進汽到汽輪機*級噴嘴。調速汽門用于調節進入汽輪機的蒸汽流量，以適應機組負荷變化的要求。

由過熱器出口至汽輪機主汽門入口的范圍內，在主蒸汽管道上依次設有兩只電動對空排汽閥、一只高整定壓力的彈簧安全閥、一只低整定壓力的彈簧安全閥和一個電磁釋放閥、水壓試驗堵閥。水壓試驗堵閥的作用是當過熱器水壓試驗時，隔離主蒸汽管道，防止由于主汽門密封不嚴而造成汽輪機進水。

由主汽主管上沿汽流方向依次接出的管道有：汽機高壓旁路接管及啟動初期向汽機汽封系統及汽機夾層加熱的供汽管。

2、安全閥

兩只電動對空排汽閥、一只高整定壓力的彈簧安全閥、一只低整定壓力的彈簧安全閥和一個電磁釋放閥、裝在鍋爐過熱器出口的主蒸汽管道上。每根排汽管道上設置消音器，安全閥的整定壓力與鍋爐壓力部件的大允許壓力相一致。兩只電動對空排汽閥的作用有兩點：1)鍋爐啟動階段排出過熱汽系統的空氣；2)當發生過熱蒸汽超壓時開啟調整壓力，防止超壓。鍋爐過熱器出口主蒸汽管道上彈簧安全閥與鍋爐汽包上彈簧安全閥為過熱器和汽包提供超壓保護。過熱器出口安全閥的整定值低于汽包安全閥，以便超壓時過熱器出口安全閥的開啟先于汽包安全閥，以保證安全閥動作時有足夠的蒸汽流經過熱器，防止過熱器管束超溫。

過熱器出口主蒸汽管道上電磁泄壓閥是作為過熱器超壓保護的附加措施，設置電磁泄壓閥的目的是為了避免彈簧安全閥過于頻繁動作。盡量減少彈簧安全閥動作頻度，可以減少彈簧安全閥的維修工作量。所以電磁泄壓閥的整定值應低于彈簧安全閥的動作壓力。而且運行人員可在控制室內操作。每只電磁泄壓閥前各裝一只隔離閥，以供泄壓閥隔離檢修。該閥在正常運行期間應處于開啟位置。

3、疏水

上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(組合式減壓閥,可調式減壓閥,自力式減壓閥 主蒸汽管道設計有通暢的疏水系統，其作用有以下二方面:

１）起動期間及停機后一段時間內，由于主蒸汽管道內蒸汽遇冷凝結成水，這些凝結水若不及時排除，則進入汽輪機的危險性很大。

２）起動暖管期間，為加速暖管溫升，應及時將蒸汽凝結水及冷蒸汽排掉。

主蒸汽管道疏水點的設置一般來說，在管道低位點，暖管終端關斷門前，以及蒸汽不流通的死端，均設置疏水點。在主蒸汽主管末端靠近分支處，每一支管進主汽門前，設有疏水點。 主蒸汽主管及到汽輪機每一支管上的疏水管道，其管徑為φ76×10，材料為12CrlMoV，每一根疏水管道上裝一只通流斷面與疏水管道內徑相等的氣動薄膜疏水閥。疏水閥出口管道的口徑大于其進口管道的口徑，以防止管道內疏水汽化后造成"流動壅塞"。

氣動薄膜疏水閥在機組起動期間開啟，以便排除主蒸汽管道暖管的蒸汽凝結水，待機組負荷達到10%時疏水閥自動關閉，疏水閥在機組負荷降到10%時或汽輪機跳閘時自動開啟，也可以在控制室內手動操作，這些氣動疏水閥均設計成當空氣供應系統失去空氣時自動開啟。每一根疏水管道單獨接到疏水擴容器的疏水集管，所有疏水管道在接入疏水集管之前，以順汽流成45度方向接入以保證疏水暢通。

二、冷再熱蒸汽系統

１、冷再熱蒸汽管道

冷再熱蒸汽管道設計壓力4.593MPa，設計溫度348℃。冷再熱蒸汽管道大流量930.86t/h（VWO工況）。冷再熱蒸汽管道主管采用A672B70CL32電熔焊有縫鋼管，支管采用A106B無縫碳素鋼。

冷再熱蒸汽從汽輪機高壓排汽接口經兩只氣動逆止閥后合成一根總管，至鍋爐房內約34.0M標高靠近鍋爐再熱器處，分為兩根支管經大小頭接入減溫器，減溫器后各自接到再熱器入口。安全閥設置在減溫器入口管段上。冷再熱蒸汽管道計算壓降約為0.0546MPa。 按冷再熱蒸汽的流向，從冷再熱蒸汽總管上連接下列支管；

１）高中壓缸預暖蒸汽管路。

２）高壓旁路排汽管。

３）至輔助蒸汽系統高壓母管、2號高壓加熱器加熱蒸汽、小汽輪機的高壓汽源供汽管道。 在再熱器進口處的兩根冷再熱蒸汽管道上均依次裝有：一只事故噴水減溫器、一個水壓試驗堵閥、一個角式彈簧安全閥；再熱器出口總管上裝有三個角式彈簧安全閥和一個水壓試驗檢修堵閥。

事故噴水減溫器作用為控制熱再熱蒸汽溫度，裝在再熱器進口處的兩根冷再熱蒸汽支管上，正常運行時，再熱蒸汽溫度由擺動式噴燃器控制。當再熱蒸汽超溫、噴燃器無法控制時，快速投入事故噴水減溫器。減溫器減溫水來自給水泵中間抽頭。

水壓試驗堵閥裝在靠近再熱器入口處的冷再熱蒸汽兩根支管上，以便再熱器水壓試驗期間，隔離汽輪機高壓缸排汽管，防止汽機進水。

由于汽輪機高壓旁路閥出口管接在冷再熱蒸汽管道上，為防止高壓旁路運行期間其排汽倒入汽輪機高壓缸，在汽輪機高壓缸兩個排汽支管上分別裝設氣動止回閥即高排止回閥。該止回閥設置位置是考慮汽輪機旁路系統運行期間，旁路蒸汽可通過冷再熱蒸汽管道供給輔助蒸汽系統及汽封系統，且防止其它蒸汽倒流入高壓缸引起汽機超速。

工業二次熱能主要來源于蒸汽，這些年來，導熱油傳熱也得到了廣泛應用，而電加熱，雖方便靈活，但代價大，通常不提倡連續大量應用，因為電能來之燃煤傳熱產汽而發電，若再把電轉回去發熱甚至產汽，多少存在著逆向倒退含意。

企業主要能耗為兩大類——熱能和電能，對許多化工企業來說，熱能消耗往往要比電能消耗還多。節能不但關系到企業經濟效益，更關系到我省乃至我國經濟持久發展的頭等大事，各行各業必須加強加深節能意識。

例如：5000千卡/公斤的普煤，通過鍋爐燃燒產出4000千卡熱值的蒸汽，價值約0.8元。1度電99%效率的換熱，也只能換成860千卡熱值，4000千卡的熱要用4000÷860=4.65度電來換得，4.65度電的谷電和尖峰電代價分別為1.6元和4.4元(尖峰谷電均價也要2.8元)，顯然電熱比蒸汽發熱代價大的多。

熱力系統節能包含：燃煤、產熱、輸送、使用、回用及系統優化運作等環節，我們這里側重從蒸汽及導熱油的日常運行，用一些簡化了的計算和介紹一些節能知識及經驗，供企業里從事項目設計、布局、施工和生產使用、操作、保養、維修及管理工作者參考。

一、 空氣是傳熱系統的一大隱患

空氣只有流動起來才有利于傳熱，而靜止不動的空氣是傳熱系統中的一大障礙，這是因為空氣自身導熱系數很小，在100℃時，棉花的導熱系數為0.07W/m.℃，而空氣的導熱系數僅為0.032W/m.℃,空氣導熱系數要比棉花小一倍多，熱阻與導熱系數成反比，故靜止空氣的熱阻很大，這將嚴重阻礙著熱的傳遞。

(一) 空氣來源：

1、 空氣隨鍋爐給水一并進入鍋爐，然后隨蒸汽進入系統;

2、 在蒸汽系統停用時，系統的剩余蒸汽會凝結，凝結會產生真空，容易將外邊空氣從系統各種連接部件縫隙中吸入;

3、 蒸汽系統在拆裝維修時進入的空氣。

(二) 空氣危害：

1、 蒸汽管道系統的空氣會降低蒸汽輸送速度;

2、 空氣積在傳熱設備或盤管內表面會產生冷點，冷點成為應力集中點(1毫米氣膜的熱阻相當于13米厚銅的熱阻,兩者熱阻相差13000倍)，造成散熱器等的局部應力損壞;

3、有報道：如果蒸汽中存在重量含量1%的空氣，約使換熱系數降低60%;

4、換熱設備疏水器端積聚空氣，會產生氣鎖，阻礙冷凝水的排放;

5、空氣中的氧氣等是金屬氧化腐蝕的根源，空氣中的二氧化硫、二氧化碳及氮氧化物等酸性成分會酸蝕金屬部件;

6、空氣屬于不凝性氣體，混合在蒸汽里，會減少單位容積的蒸汽所含熱能，使蒸汽冷凝溫度降低(由于空氣的分壓存在，使蒸汽的實際壓力要比顯示的表壓要低，蒸汽實際壓力低，冷凝溫度就低)。

【注】道爾頓分壓定律：混合氣體的總壓，等于各組成氣體的分壓總和，每一組成氣體都單獨占據空間，而各氣體的性質不變。(例如：某設備管道指示壓力為0.8Mpa，假如其中的空氣壓力為0.2Mpa，那么實際蒸汽壓力僅為0.6Mpa，0.6Mpa飽和蒸汽的溫度為165℃，不會是0.8Mpa飽和蒸汽的溫度175℃。

7、 這些年來，在我省紹興地區的導熱油鍋爐就有一千多臺，導熱油管道系統內也會積聚空氣和揮發氣體，同樣影響著傳熱。更怕氣體使導熱油鍋爐循環油泵產生空轉，空轉會使高溫爐膛盤管內的導熱油流速變慢、甚至停止不流動，引起導熱油過熱、過燒或結焦，而這時的爐外溫度計是顯示不出爐內靜止油的高溫情況，這種隱患會使導熱油過早、粘稠、劣化，甚至爆管，威脅鍋爐安全運行。

(三) 排除空氣：

我們在管道安裝布置和走向中盡量減少聚氣死角，在系統設備的及末端可能積聚氣體處，裝手動或自動排氣閥，減少聚氣隱患，提高換熱效果;

導熱油鍋爐系統的油氣分離器、高位槽高度、膨脹管坡度及流量、超溫或壓差報警保護裝置等都要按《有機熱載體爐安全技術監察規程》規范制作和施工，司爐工要正確無誤按操作規程司爐。
特點：

● 無需外部控制信號，自動調節下游壓力；

● 蒸汽流量變化不會對減壓效果造成影響；

● 工作可靠，投入使用后無需維護；

● 采用水封罐，避免閥頭膜片損壞。

優化建議：

建議在減壓站出口處安裝管道疏水閥組，當停機時能迅速排出冷凝水防止形成管道水錘。

選型說明：

選擇合適的減壓站，需要提供閥前壓力P1、閥后壓力P2、通過減壓閥的蒸汽大流量、安全閥的整定壓力。

選型條件：噪音小于90dB，蒸汽出閥速度不大于250m/s。與本產品相關論文：200X先導隔膜式水用減壓閥安裝要求