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| 蒸汽减压阀常见问题的原因分析及解决方案 | |
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第一章、产品设计不合理
第二章、生产工艺及材料选用不合理
第三章、流量变化大对减压阀的影响
第四章、压差太大对减压阀的影响
第五章、各种类型减压阀选型注意事项
第一章、产品设计不合理
产品设计时所采纳的理论依据有误，蒸汽是一种高温可压缩、易产生闪蒸或液化的汽态流体，而非一般意义上的流体。在产品设计时，需比较多的考虑其众多特殊性因素带来的负作用，如闪蒸、汽蚀、空化、水锤和两相流等等，否则极易造成产品品质不稳定，产品寿命短，无法连续正常使用等常见问题。设计人员常将流体力学的一般原理应用于蒸汽减压阀的设计上，而忽视了蒸汽介质的特殊性所要求的重要修正系数，如临界压力、可压缩系数、比焓等重要参数，这些重要参数的设计缺失，将直接导致产品设计寿命的极大缩短，而无法满足用户的基本使用。
第二章、生产工艺及材料选用不合理
部分生产商在产品生产时出于成本考虑，又未能考虑蒸汽介质的特殊性（高温、高压、高流速），对材料特别是密封面材料，冲蚀率非常高的特性，用一般材料替代抗冲蚀性材料，工艺上未考虑蒸汽对工艺的极端细致要求等，而造成蒸汽领域使用屡屡失败的现象。
第三章、流量变化大对减压阀的影响：
若蒸汽的流量变化很大，将对减压阀造成极大的损害。从两中情况来分析：
3．1若减压阀选型时按照最大流量来选：
1）当设备总负载很大，需要使用大量蒸汽时，减压阀可以正常工作，而且控制压力准确；
2）当设备总负载很小或有其他供热装置同时供热时，所需的蒸汽量很少，使得减压阀的开度一直处于很小的开度范围，活塞运行的间隙又非常小，而且活塞运行的行程过于集中在某一区域，造成该区域极早的过度磨损，从而导致活塞和活塞套处出现泄漏和卡位现象，这样将导致压力控制不稳定及不精确等问题，甚至减压阀失效的严重后果。另外，一方面由于蒸汽减压时会在阀内产生闪蒸（在主阀节流口处），闪蒸汽将对阀瓣阀座密封面产生汽蚀、空化等危害，使阀瓣、阀座表面的材料被冲击成蜂窝状的小孔，并引起振动和噪声（具体请参考《关于汽蚀、冲蚀易产生的部位及对阀门的影响》技术文案）；另一方面，由于主阀的开度很小（阀瓣太靠近阀座时），湿蒸汽高速流过时会产生抽丝和冲蚀，严重损坏密封面，同时阀芯的任何微小移动都会导致流经阀门的流量大的波动，导致阀门很难精确控制压力。
3．2若减压阀选型时按照较小流量来选
1）当设备总负载较小时，减压阀可以正常工作，而且控制压力准确；
2）当设备总负载很大时，减压阀明显属于选形过小的状态，蒸汽量供应不足，实际压力将低于设定压力。因为主阀长期处于最大开度，造成活塞顶部过度磨损，产生卡位现象。而且主阀弹簧也是长期处于极限压缩的状态，大大缩短了其使用寿命。减压阀选型时，一般考虑主阀的运行开度范围控制在30-70%之间是为最佳。
3．3 解决方案---关于并联减压站
1）如工况中正常工作流量为300kg/h，最大流量为1400 kg/h，入口压力为8BarG，设定压力为3BarG，则用如下方案解决：使用两台减压阀并联的减压站，两台减压阀的总流量为1460 kg/h，一台为DN20的，设定压力为3BarG，另一台为DN25的，设定压力为2.6BarG。当小流量工作时，仅仅启用DN20的减压阀，当需求流量最大时，两个阀门同时打开；当流量减小时， DN25的减压阀首先关闭，通过DN20的减压阀来单独控制压力。
2）并联减压站还应用于另一种工况，就是工艺条件非常严格苛刻，不允许任何的停机时间，两组减压阀是一用一备的。
第四章、压差太大对减压阀的影响
减压阀的减压比大多是10：1，若减压比太大，压差大于8Bar，将对减压阀造成极大的损害。
4.1.减压阀在不同的压力下，都会有额定的泄漏标准。一般泄漏量不会超过3%，如减压阀需要从16Barg减到1.6BarG时，这是减压阀的极限状态使用，很有可能16Barg下的允许泄漏量已达到1.5Barg压力下的流量了,若再有些泄漏的话,假设已增大到2Barg压力时，已大于后端设定的1.6BarG，这样就会造成导阀被自动顶开的状态，无法保证后端压力的稳定精确控制。这种情况出现时，后端压力又会导致导阀膜片和调节弹簧的相应动作来频繁的自动修正，导致导阀必须过于频繁的调节，因此导阀特别容易被磨损。
这里要补充说明，先导式减压阀分为活塞式和膜片式两种，当大压差工况时，如上所述，活塞式减压阀的导阀非常容易磨损，膜片式减压阀除了导阀非常容易磨损外，同时主阀膜片的寿命也大大缩短，比较容易破裂，而这几个部件恰恰是减压阀中最为关键的零部件，因此，减压阀寿命缩短到只能使用几个月（有些用户半年内就需要更换零件包），而正常压差使用的减压阀的寿命都在5年以上！
4．2 解决方案---关于串联减压站
如工况中正常工作流量为3000kg/h，入口压力为15BarG，设定压力为3BarG，则用如下方案解决：减压阀的压差过大，使用两台减压阀串联的减压站，将第一个减压阀选用DN40，设定压力设定为8bar，从15减至8bar时，最大流量为3300kg/h；第二个减压阀选用DN50，设定为3bar，将压力从8减至3bar时，最大流量为3030kg/h。每个减压阀距后端反馈导管（铜管）的距离需1.2M，压力表安装在导管后端，两个减压阀之间的间距最少1.5M以上，若因安装位置不够，需两个减压阀之间的间距较远时，每个减压阀上下游均需单独安装截止阀。
4．3 若以上两种情况同时出现时，既有大流量变化、又有大压差时，则采用串并联的组合减压站。
第五章、各种类型减压阀选型和安装注意事项
5．1从上面3.1的说明得知，若减压阀选型过大，因为阀门长期处于小开度状态，而造成密封面过度冲蚀，影响使用寿命及密封效果。若减压阀选型过小，即蒸汽量供应不足，无法达到设定压力。对于先导式减压阀，应杜绝按照管道口径来选型的做法。
5．2对于流量参数，一定要按照正常流量、最大流量和最小流量来分开考虑；对于压力，在考虑减压比的同时，还需将压差控制在各生产商所设计规定的压差范围之内。当减压比较大或流量跳跃式的较大变化时，可以多个阀门串联或并联使用，或同时使用串联和并联的方式。选型正确的阀门不易磨损且压力控制精确。
5．3尽管减压阀的可靠性和精度依赖于正确的选型，正确的安装也是非常重要的。不合理的安装，同样会带来许多的烦恼。减压阀的铜制导管必须安装在减压阀至少1M以外处，压力表装在导管的后端。对于一些组合减压站的安装调试，应根据正确的设计方案来实施。
5．4在每个减压阀前必须安装过滤器，并且每个减压站前必须进行管道疏水。
11/3/2012 | |
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