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          減溫減壓閥結合蒸汽調節裝置的效果

          發表時間:2021-06-08 10:42【 閱讀量:-

            蒸汽減壓閥在電力和加工業中的兩個主要用途,是執行機械功和作為傳熱介質。過熱蒸汽是機械操作的首選,因為它不含會損壞旋轉設備的夾帶水滴。對于傳熱應用,處于或接近飽和狀態的蒸汽(由稱為減溫和蒸汽調節的過程產生)提供比過熱蒸汽更有效的傳熱。

          減溫減壓閥

            減溫系統用于通過向過熱蒸汽中噴水來降低工藝蒸汽的溫度,從而降低其焓。蒸汽控制系統將過熱和冷卻功能與減壓功能相結合。


            本文將研究過熱減溫和蒸汽調節裝置,正確操作的一些注意事項,以及過熱減溫和蒸汽調節裝置對相關系統的影響。


            減溫減壓閥詳解


            圖1描述了過熱減溫蒸汽調節系統的主要組成部分。


            運行時蒸汽送入減壓閥,蒸汽流進入減溫減壓閥段。在那里,它從噴水閥接收流體以冷卻它。溫度和壓力讀數取自過熱減溫減壓閥部分的下游。這些讀數用作控制系統的輸入,根據需要調整減壓閥和噴水閥的動作,以保持所需的溫度和壓力。

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          過熱減溫和蒸汽調節系統的主要組件

            減溫設定點可以是溫度或焓。它與下游溫度讀數結合使用,以指示注入蒸汽的冷卻水量。添加到過熱蒸汽中的水量由控制閥調節。這種類型的噴霧控制閥需要對所需的行程變化做出快速響應,并且在關閉時應該能夠執行V級關閉。此外,水系統中的高壓降通常要求閥門使用抗氣蝕的內件,以防止其在運行過程中受到損壞。


            減溫減壓閥挑戰


            過熱和冷卻的主要挑戰是通過引入噴水在蒸汽管中產生臨時的兩相流。減溫減壓閥的正確設計旨在通過減少蒸汽在系統中停留的時間來限制任何負面影響。


            蒸汽速度是限制這些負面影響的重要因素。良好的管道實踐要求水流速度限制在每秒15到25英尺,但蒸汽管線速度通常在每秒200到400英尺的范圍內。在噴出的水蒸發之前,水滴仍會高速夾帶在蒸汽中。如果這些液滴擊中管道部件或其他設備,它們會造成侵蝕損壞。


            當蒸汽速度低于每秒30英尺左右時,水從蒸汽中脫落并在管道低點處積聚的風險增加,從而導致熱疲勞和開裂等問題。在某些情況下,當蒸汽速度增加時,這些水會被吸收,這可能會導致水“段塞”并損壞下游設備。此外,流出的水不會使蒸汽過熱,從而更難以達到所需的設定點。缺乏設定點會觸發噴霧閥進一步打開,從而加劇問題。


            某些過程加熱應用中的另一個挑戰是所需的設定點接近飽和。由于蒸汽在熱交換器中冷凝時傳遞的能量,接近或處于飽和點的蒸汽是最有效的熱傳遞。然而,過熱冷卻系統中的飽和蒸汽可能會由于其與溫度元件的相互作用而引起問題。如果夾帶的水接觸溫度傳感器,它將錯誤地讀取水的飽和溫度而不是蒸汽的實際溫度,從而中斷系統控制。由于這種相互作用,建議將至少10°F的過熱度作為這些應用的溫度設定點。


            安裝注意事項


            為了正確操作并將風險降至最低,應考慮安裝的幾個方面。減溫系統的兩個關鍵考慮因素是:


            1.直管長度。


            2.溫度傳感器的長度。


            “直管長度(SPL)被認為是水滴小到足以通過蒸汽改變方向而不是撞擊管壁的位置。從噴射點到這個距離,應該沒有變化方向或直徑,也不應有任何物體或儀器延伸到流中。


            “溫度傳感器長度(TSL)”是減溫減壓閥下游的點,在那里噴出的水完全蒸發,整個管道區域的溫度保持一致。


            在SPL和TSL之間,方向可能會改變,但不應有任何蒸汽插入或抽取點。TSL計算確定溫度測量的最佳點。


            在噴霧點和減溫減壓閥下游的管道尺寸和計劃有助于確定減溫減壓閥的最佳類型、合適的噴嘴選擇和下游管道要求。管道內襯有時用于保護蒸汽管道,但如果使用正確的噴霧方式并且蒸汽速度足以保持水懸浮,則可能沒有必要。如果使用襯里,則在確定過熱器的尺寸和選擇時必須考慮。使用內襯可以減小內管直徑,提高蒸汽流速。


            應始終在過熱降溫系統中使用篩孔尺寸適合噴嘴的噴水過濾器。堵塞的噴嘴會影響噴霧能力,并可能導致噴霧模式直接噴到管壁上。此處顯示的是減溫減壓閥上正在運行(左)和堵塞(右)的噴嘴。


            應始終使用網孔大小適合過熱和冷卻系統噴嘴的噴水過濾器。堵塞的噴嘴會影響噴射能力,并可能導致噴射模式直接噴射在管壁上(圖2)。定期噴嘴檢查和維護實踐對于減溫減壓閥在其整個生命周期中的正常運行也至關重要。

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            最后,每個減溫減壓閥裝置都應在管道系統中設計足夠的排水裝置。各排水管應自動排除運行時落下或停機時凝結的水。

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