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如何提高减压阀的使用寿命?《减压阀选型篇》
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2023.05.17 辽宁

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减压阀的使用寿命主要以下几因素决定:

1、选择厂家:需选择产品质量、设计技术、用户口碑较好的专业厂家进行购买。减压阀主要有先导式(包括膜片式/活塞式)、直接作用式两种结构。先导式是目前比较流行的结构,减压稳定、精确、寿命长久。

2、减压阀选型:在选用产品质量有保证的厂家后,减压阀选型也是较为关键,需根据使用的部位,进行一对一的选型。

3、减压阀安装:建议安照标准减压站布置;前后阀门之间的间距,根据需要工况需要串联/并联减压阀的布置等。

4、减压阀的调试和使用:在正常运行过程中,需注意避免外界因素对减压阀的影响,例如:管道杂质、过多的冷凝水不要进入到阀内。积水引起的水锤冲击等等。

5、减压阀正确的维护和保养。

今天主要讲到的是减压阀的售前选型,关于安装、调试、使用、维护及保养,以后会有相应的篇章来介绍。也可直接加我微信咨询:185-2002-2805







一、减压阀选型需了解两个最基本参数

每一台减压阀在选型时,都需要知道工况的压力和蒸汽流量,因为这两个基本参数,关系到减压站的布置,到底是采用单台减压阀,还是串联、并联或串并联的布置。

1、减压范围。阀前压力?阀后二次压力?

国内大部份减压阀的减压比是10:1。若减压范围跨度过大,压差大于8Bar以上,减压阀的内部零件,都会处于极限工作的状态,将会加快它的损和机械疲劳。从而影响到整个减压阀的使用稳定性和寿命,此时需考虑串联二级减压。

具体说明:

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,减压阀寿命可能缩短到几个月(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!

2、蒸汽流量。

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。当流量跳跃式的较大变化时,此时,需考虑并联减压。

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如流量变化小,又无特别要求,单台减压阀就能满足流量要求。

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:

第一种情况: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;

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。

第二种情况: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。

二、减压阀为什么需要一对一选型

对于先导式减压阀,应杜绝按照管道口径来选型。一般经过严格选型后,减压阀的口径比原管道口径小,这是很常见的配置。减压阀选型时,在减压范围设定好的情况下,一般考虑主阀的运行开度范围控制在30-70%之间是为最佳

选型正确的阀门不易磨损且压力稳定,而且购买成本能得到更好的控制。

1、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。

举例说明:

阀前压力:8Bar,阀后二次压力:4Bar,设备耗汽量:1800KG/H,原管道口径为DN80,那么减压阀使用DN80是否合适?

通过以上减压阀选型流量表得知,在减压范围是8减至4Bar时,DN80流通能力为7070KG/H,而DN50流通能力为3100KG/H。

而上述已提到,主阀开度在30-70%是最佳选型。那DN80 7070KG/H*30%=2121KG/H,对照实际用汽量1800KG/H,实际用汽量没有占到DN80额定流量的30%,明显是选型偏大。

实际耗汽量1800/DN50 流通能力3100=58%,是在主阀最佳运行开度30~70%范围内,因此,选用DN50减压阀,要比DN80减压阀更适合。

2、若减压阀选型过小,即蒸汽量供应不足,无法达到设定压力,会造成减压阀掉压现象,并且会影响主阀膜片的寿命。

三、怎样保证压力稳定性和灵敏度

压力稳定性和对阀后压力反应的敏感性取决于活塞腔或膜片室与导阀口径及开度的比例,比例越大,稳定性越好,但灵敏性越差,反之亦然。

所以生产厂商在减压阀设计时,需要对两种因素做综合考虑,取得稳定性和灵敏性的最佳平衡点,比例不能过大或过小。比例过大会造成反应迟钝,掉压,不能及时恢复;比例过小会造成压力在小范围内频繁跳动,从而造成内部零部件磨损加剧,导致减压阀寿命缩短。

所以,厂家在生产研发减压阀时,必须同时兼顾稳定性和灵敏性这两个要求。目前设计比较完善的减压阀,都已经完全解决了这些问题。但是出于对现场工况和对二次压力的要求考虑,有些工况适合选择膜片式,有些工况适合选择活塞式。

、减压阀选型需要考虑的其它因素

1、必须根据工况工艺要求,选择合适类型的减压阀;到底哪种结构更适合呢?

负荷较小且控制压力要求不高的位置可以选择结构简单的直接作用式减压阀,对于其它各种情况,先导式减压阀都是最好的选择,尤其是苛刻的工况,如下游压力低于1barg,则必须选择膜片先导式减压阀。点开链接先导式减压阀和直接作用式减压阀优缺点对比,不同工况该选用哪种结构?

2、上述已反复强调,必须根据实际的工作压力(一次压力和二次压力)和流量来选型。

任何一种控制类型阀门都不能选型过大,减压阀也是如此,宁可选小也不能选大。

因为阀瓣太靠近阀座时,湿蒸汽流过时会产生的冲蚀,出现抽丝的现象。

另外,因为阀瓣的任何微小移动都会导致流经阀门的流量很大的波动,导致阀门很难精确控制压力,压力越不稳定,阀门动作就越频繁,阀门磨损越来越严重,寿命也就越短。

所以减压阀选型过大,不仅成本增加,阀门寿命也会缩短,压力还没那么稳定!

3、对于二次压力低于2barg的工况,建议使用膜片先导式减压阀;对于DN15-50口径的,建议使用膜片先导式减压阀;对于DN65以上口径,且二次压力大于2barg的工况,建议选用活塞先导式减压阀。

广州维远阀门 先导膜片式结构

4、对于前端没有安装汽水分离器的,建议选用活塞式减压阀,因为活塞结构坚固耐用,抗水锤能力强;而膜片式减压阀可能在每次开机时,因为巨大的水锤冲击而可能把膜片击破。

广州维远阀门 先导活塞式结构

但是不管用哪种减压阀,一旦有水进入或过多杂质进入,减压阀都会失效无法控制压力,必须人工手动帮助复位并重新调试。当然,若内部零件被损坏,则必须更换零部件或更换阀门。


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