蒸汽減壓閥在電力和加工業(yè)中的兩個(gè)主要用途，是執(zhí)行機(jī)械功和作為傳熱介質(zhì)。過(guò)熱蒸汽是機(jī)械操作的首選，因?yàn)樗缓瑫?huì)損壞旋轉(zhuǎn)設(shè)備的夾帶水滴。對(duì)于傳熱應(yīng)用，處于或接近飽和狀態(tài)的蒸汽（由稱為減溫和蒸汽調(diào)節(jié)的過(guò)程產(chǎn)生）提供比過(guò)熱蒸汽更有效的傳熱。
減溫系統(tǒng)用于通過(guò)向過(guò)熱蒸汽中噴水來(lái)降低工藝蒸汽的溫度，從而降低其焓。蒸汽控制系統(tǒng)將過(guò)熱和冷卻功能與減壓功能相結(jié)合。
本文將研究過(guò)熱減溫和蒸汽調(diào)節(jié)裝置，正確操作的一些注意事項(xiàng)，以及過(guò)熱減溫和蒸汽調(diào)節(jié)裝置對(duì)相關(guān)系統(tǒng)的影響。
減溫減壓閥詳解
圖1描述了過(guò)熱減溫蒸汽調(diào)節(jié)系統(tǒng)的主要組成部分。
運(yùn)行時(shí)蒸汽送入減壓閥，蒸汽流進(jìn)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(shù)取自過(guò)熱減溫減壓閥部分的下游。這些讀數(shù)用作控制系統(tǒng)的輸入，根據(jù)需要調(diào)整減壓閥和噴水閥的動(dòng)作，以保持所需的溫度和壓力。
過(guò)熱減溫和蒸汽調(diào)節(jié)系統(tǒng)的主要組件
減溫設(shè)定點(diǎn)可以是溫度或焓。它與下游溫度讀數(shù)結(jié)合使用，以指示注入蒸汽的冷卻水量。添加到過(guò)熱蒸汽中的水量由控制閥調(diào)節(jié)。這種類型的噴霧控制閥需要對(duì)所需的行程變化做出快速響應(yīng)，并且在關(guān)閉時(shí)應(yīng)該能夠執(zhí)行V級(jí)關(guān)閉。此外，水系統(tǒng)中的高壓降通常要求閥門使用抗氣蝕的內(nèi)件，以防止其在運(yùn)行過(guò)程中受到損壞。
減溫減壓閥挑戰(zhàn)
過(guò)熱和冷卻的主要挑戰(zhàn)是通過(guò)引入噴水在蒸汽管中產(chǎn)生臨時(shí)的兩相流。減溫減壓閥的正確設(shè)計(jì)旨在通過(guò)減少蒸汽在系統(tǒng)中停留的時(shí)間來(lái)限制任何負(fù)面影響。
蒸汽速度是限制這些負(fù)面影響的重要因素。良好的管道實(shí)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(nèi)。在噴出的水蒸發(fā)之前，水滴仍會(huì)高速夾帶在蒸汽中。如果這些液滴擊中管道部件或其他設(shè)備，它們會(huì)造成侵蝕損壞。
當(dāng)蒸汽速度低于每秒30英尺左右時(shí)，水從蒸汽中脫落并在管道低點(diǎn)處積聚的風(fēng)險(xiǎn)增加，從而導(dǎo)致熱疲勞和開(kāi)裂等問(wèn)題。在某些情況下，當(dāng)蒸汽速度增加時(shí)，這些水會(huì)被吸收，這可能會(huì)導(dǎo)致水段塞并損壞下游設(shè)備。此外，流出的水不會(huì)使蒸汽過(guò)熱，從而更難以達(dá)到所需的設(shè)定點(diǎn)。缺乏設(shè)定點(diǎn)會(huì)觸發(fā)噴霧閥進(jìn)一步打開(kāi)，從而加劇問(wèn)題。
某些過(guò)程加熱應(yīng)用中的另一個(gè)挑戰(zhàn)是所需的設(shè)定點(diǎn)接近飽和。由于蒸汽在熱交換器中冷凝時(shí)傳遞的能量，接近或處于飽和點(diǎn)的蒸汽是最有效的熱傳遞。然而，過(guò)熱冷卻系統(tǒng)中的飽和蒸汽可能會(huì)由于其與溫度元件的相互作用而引起問(wèn)題。如果夾帶的水接觸溫度傳感器，它將錯(cuò)誤地讀取水的飽和溫度而不是蒸汽的實(shí)際溫度，從而中斷系統(tǒng)控制。由于這種相互作用，建議將至少10F的過(guò)熱度作為這些應(yīng)用的溫度設(shè)定點(diǎn)。
安裝注意事項(xiàng)
為了正確操作并將風(fēng)險(xiǎn)降至最低，應(yīng)考慮安裝的幾個(gè)方面。減溫系統(tǒng)的兩個(gè)關(guān)鍵考慮因素是：
1.直管長(zhǎng)度。
2.溫度傳感器的長(zhǎng)度。
直管長(zhǎng)度（SPL）被認(rèn)為是水滴小到足以通過(guò)蒸汽改變方向而不是撞擊管壁的位置。從噴射點(diǎn)到這個(gè)距離，應(yīng)該沒(méi)有變化方向或直徑，也不應(yīng)有任何物體或儀器延伸到流中。
溫度傳感器長(zhǎng)度（TSL）是減溫減壓閥下游的點(diǎn)，在那里噴出的水完全蒸發(fā)，整個(gè)管道區(qū)域的溫度保持一致。
在SPL和TSL之間，方向可能會(huì)改變，但不應(yīng)有任何蒸汽插入或抽取點(diǎn)。TSL計(jì)算確定溫度測(cè)量的最佳點(diǎn)。
在噴霧點(diǎn)和減溫減壓閥下游的管道尺寸和計(jì)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(nèi)襯有時(shí)用于保護(hù)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(méi)有必要。如果使用襯里，則在確定過(guò)熱器的尺寸和選擇時(shí)必須考慮。使用內(nèi)襯可以減小內(nèi)管直徑，提高蒸汽流速。
應(yīng)始終在過(guò)熱降溫系統(tǒng)中使用篩孔尺寸適合噴嘴的噴水過(guò)濾器。堵塞的噴嘴會(huì)影響噴霧能力，并可能導(dǎo)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(yùn)行（左）和堵塞（右）的噴嘴。
應(yīng)始終使用網(wǎng)孔大小適合過(guò)熱和冷卻系統(tǒng)噴嘴的噴水過(guò)濾器。堵塞的噴嘴會(huì)影響噴射能力，并可能導(dǎo)致噴射模式直接噴射在管壁上（圖2）。定期噴嘴檢查和維護(hù)實(shí)踐對(duì)于減溫減壓閥在其整個(gè)生命周期中的正常運(yùn)行也至關(guān)重要。
最后，每個(gè)減溫減壓閥裝置都應(yīng)在管道系統(tǒng)中設(shè)計(jì)足夠的排水裝置。各排水管應(yīng)自動(dòng)排除運(yùn)行時(shí)落下或停機(jī)時(shí)凝結(jié)的水。
