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工廠主管道蒸汽減壓閥三種方案的設(shè)計及應(yīng)用分析
工廠主管道蒸汽減壓閥三種方案的設(shè)計及應(yīng)用分析
概括摘要：通過分析以及使用經(jīng)驗，將工廠主管道蒸汽減壓三個方案進行分析比較，從而選用合適的方案，達到最佳的減壓穩(wěn)壓效果。
工況概述：
由于工廠生產(chǎn)工藝的需要，蒸汽是必不可少的工藝介質(zhì)，需要從電廠輸入蒸汽，因電廠到工廠的距離較遠(yuǎn)存在壓力波動較大的情況以及工廠在實際使用的流量波動范圍較大，因此在進入工廠的蒸汽主管道壓力進行減壓穩(wěn)壓。
解決以上問題經(jīng)常采用以下兩個方案，方案一是采用自力式壓力調(diào)節(jié)閥，方案二是采用氣動調(diào)節(jié)閥。
方案一 ：一臺自力式壓力調(diào)節(jié)閥進行蒸汽減壓穩(wěn)壓
管道配置：1、 ZZY型自力式壓力調(diào)節(jié)閥 2、截止閥 3、儲氣罐 4 、安全閥
方案一 采用自力式壓力調(diào)節(jié)閥，因簡單方便，維護量小，特別是在現(xiàn)場能適用在無電無氣的場合，因此在蒸汽減壓的系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，見以下特點：
1 壓力設(shè)定點可在壓力調(diào)節(jié)范圍內(nèi)現(xiàn)場調(diào)節(jié)；
2 閥體部分與執(zhí)行機構(gòu)采用模塊化設(shè)計，可根據(jù)現(xiàn)場要求變化更改執(zhí)行機構(gòu)或彈簧，實現(xiàn)壓力調(diào)節(jié)范圍在一定范圍內(nèi)快速更換；
3 ZZYP自力式壓力調(diào)節(jié)閥一般采用波紋管作為壓力平衡元件，閥前、后壓力變化不影響閥芯的受力情況，大大加快閥門的響應(yīng)速度，從而提高閥門的調(diào)節(jié)精度；
4 ZZYM自力式壓力套筒調(diào)節(jié)閥采用了自平衡型雙密封面閥芯作為節(jié)流件，介質(zhì)應(yīng)清潔無顆粒狀雜質(zhì)，適用于壓降較大，閥門口徑不大，泄漏量要求不高的場合；
5 ZZYN型自力式雙座調(diào)節(jié)閥采用了自平衡型雙密封面雙座閥芯作為節(jié)流元件，適用于閥門口徑較大的場合；
6 膜片式執(zhí)行機構(gòu)采用橡膠膜片作為壓力檢測元件，剛度小,靈敏度高，反應(yīng)迅速，調(diào)節(jié)精度高，適用于控制壓力≤0.6MPa；
7 活塞式執(zhí)行機構(gòu)采用氣缸活塞作為壓力檢測元件，適用于控制壓力較高的場合，壓力設(shè)定值≥ 0.6MPa；
8 波紋管執(zhí)行機構(gòu)采用波紋管作為壓力檢測元件，適用于高溫等較惡劣工況的場合。
采用自力式壓力調(diào)節(jié)閥方案中應(yīng)特別注意以下幾個關(guān)鍵點，也是實際應(yīng)用使用不當(dāng)經(jīng)常出現(xiàn)的問題：
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序號
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注意點
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作用
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使用不當(dāng)產(chǎn)生后果問題
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1
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閥后應(yīng)安裝儲氣罐
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可起到緩沖穩(wěn)壓的作用
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當(dāng)流量變化時， 產(chǎn)生壓力較大的波動現(xiàn)象。
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2
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減壓閥后應(yīng)安裝過壓保護裝置
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防止閥門被打壞
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（即安全閥），防止因閥后流量接近為零而導(dǎo)致壓力上升,對自力式壓力調(diào)節(jié)閥打壞現(xiàn)象。
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3
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安全閥的設(shè)定壓力不可接近工作壓力
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防止安全閥起跳頻繁
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流量過小時，導(dǎo)致自力式壓力調(diào)節(jié)閥趨向關(guān)閉，而產(chǎn)生安全閥起跳頻繁。
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4
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因盡量減小自力式壓力調(diào)節(jié)閥填料密封處的摩擦力，
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防止因摩擦力過大而產(chǎn)生閥門反應(yīng)滯后現(xiàn)象。
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導(dǎo)致閥后安全閥起跳頻繁或壓力過低現(xiàn)象。
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方案二 采用一臺氣動調(diào)節(jié)閥，特點是調(diào)節(jié)精度比自力式壓力調(diào)節(jié)閥要高的多，但成本和維護要求較高。
方案二 一臺氣動調(diào)節(jié)閥控制
管道配置：1、截止閥 2、氣動調(diào)節(jié)閥（附帶定位器） 3、安全閥 4 、壓力變送器 5、控制臺（過程控制器）
壓力變送器根據(jù)測定的壓力反饋4-20ma.DC電流信號，在控制臺中與設(shè)定值比較，當(dāng)兩者之差達到一定數(shù)值后，控制臺向氣動調(diào)節(jié)閥發(fā)出調(diào)節(jié)信號。而氣動調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機構(gòu)按此信號，使閥桿帶動閥芯產(chǎn)生位移，改變通過調(diào)節(jié)閥的流量，直到測試點壓力達到要求.從而達到自動調(diào)節(jié)壓力的目的。
調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)根據(jù)工藝條件基本上為單座、套筒、雙座、籠式單座、套筒單座以及低噪音結(jié)構(gòu)。
以上兩種方案是工廠的常用的兩種方案，但在實際應(yīng)用當(dāng)中閥后的流量變化較大，特別是在蒸汽用量很小時，即閥門的開度很小，閥門在小開度情況下不是很穩(wěn)定，容易出現(xiàn)閥門震蕩。解決方案：在此情況下建議用方案三，采用兩個氣動調(diào)節(jié)閥并聯(lián)。
方案三 采用兩臺氣動調(diào)節(jié)閥并聯(lián)進行同向分程控制：
1、截止閥 2 、 A閥（氣動調(diào)節(jié)閥附帶定位器和空氣過濾減壓器） 3、安全閥 4 、壓力變送器 5、控制臺（過程控制器） 6 、B閥（氣動調(diào)節(jié)閥附帶定位器和空氣過濾減壓器）
A閥接收調(diào)節(jié)儀4~12.5mA時閥門從關(guān)閉至全開，B閥接收調(diào)節(jié)儀11.5~20mA時閥門從關(guān)閉至全開，這兩臺閥門通過兩只通向作用的定位器實現(xiàn)。工況在小流量時，B閥處于關(guān)閉狀態(tài)，通過A閥的開度變化來實現(xiàn)。工況在大流量時，A閥全開也滿足不了要求時，這時B閥也開啟，從而來增加蒸汽的供應(yīng)量。采用方案三不僅可以滿足生產(chǎn)時負(fù)荷變化要求，而且提高控制精度和穩(wěn)定性。
3 、 結(jié)論：以下是對三個方案進行綜合比較，控制方案的最后選擇，取決于實際應(yīng)用的要求和客戶的使用偏好。
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特點比較
閥門類
型方案
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成本
（包括閥門相關(guān)附件和配套儀表及控制系統(tǒng)）
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精度及
穩(wěn)定性
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適用工況
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應(yīng)用舉例
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方案一
（一臺自力式壓力調(diào)節(jié)閥）
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便宜
（一臺自力式壓力調(diào)節(jié)閥）
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低
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在無電無氣的場合
流量變化相對不大的場合
安全閥的設(shè)定壓力不可接近工作壓力
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閥前壓力8~10kg/cm2
閥后壓力5 kg/cm2
流量6~10t/h
選用閥門口徑DN100（直接接收管道壓力信號）
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方案二
（一臺氣動調(diào)節(jié)閥）
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較貴
（一臺氣動調(diào)節(jié)閥+一臺電氣閥門定位器+一臺壓力變送器+一臺壓力調(diào)節(jié)儀）
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好
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在有電有氣的場合
可遠(yuǎn)程設(shè)定和顯示
一般用在自力式壓力調(diào)節(jié)閥不能滿足的場合，特別是流量變化相對較大和要求精確控制的場合
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閥前壓力8~12kg/cm2
閥后壓力5 kg/cm2
流量2~10t/h
要求精確控制
選用閥門口徑DN100接收（接收4~20mA調(diào)節(jié)儀信號）
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方案三
（兩臺氣動調(diào)節(jié)閥并聯(lián)進行同向分程控制）
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更貴
（兩臺氣動調(diào)節(jié)閥+兩臺電氣閥門定位器+一臺壓力變送器+一臺壓力調(diào)節(jié)儀）
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很好
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在有電有氣的場合
可遠(yuǎn)程設(shè)定和顯示
一般用在自力式壓力調(diào)節(jié)閥不或用一臺氣動調(diào)節(jié)閥不能滿足的場合，適合流量變化特別大的場合
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閥前壓力8~14kg/cm2
閥后壓力5 kg/cm2
流量0.5~10t/h
要求精確控制
選用小閥口徑DN40（接收4~12.55mA調(diào)節(jié)儀信號）
大閥口徑DN100（接收11.5~20mA調(diào)節(jié)儀信號）
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派沃公司主營產(chǎn)品:自力式壓力調(diào)節(jié)閥,蒸汽減壓閥,電動溫度調(diào)節(jié)閥,氣動快速切斷閥,氣動三通調(diào)節(jié)閥
