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6.3减压阀失效问题
发布时间:2016-11-10 16:14:03
一、突然失效的原因分析

1、 减压阀突然失效的主要原因是,有冷凝水进入减压阀:

A、针对膜片先导式减压阀:若阀前进水,则主阀隔膜室内会积满了水(即膜片下方),没有汽压,膜片不会变形膨胀,也就无法推动主阀,主阀打不开,蒸汽无法通过主阀,造成减压阀后压力上不来。

针对活塞先导式减压阀:若阀前进水,则活塞上方会积满了水,没有汽压,无法推动活塞向下动作,主阀关不下去,造成减压阀直通或压力上升。

解决方案:在减压阀前3米以内安装汽水分离器,若未能安装汽水分离器,至少需要安装一组自由浮球式的疏水阀WY80F,一定不能使用热动力疏水阀,且疏水阀后必须加装止回阀(若冷凝水回收),确保正常排水。如图1、图2。

图1(安装汽水分离器):


图2(若未能在减压阀前安装汽水分离器,则至少需要安装疏水阀组):

B、若阀后进水,则导阀膜片下方腔会积满了水,没有汽压,无法推动导阀膜片自动复位,造成减压阀压力波动很大,或无法调节。

解决方案:在减压阀后安装止回阀和疏水阀组,确保冷凝水不会回流至减压阀。如图3。

图3 :(在减压阀后加装止回阀,用于非连续生产的工况,尤其是饲料行业)

2、 减压阀前端安装的是热动力疏水阀(圆盘式疏水阀),因积水问题导致减压阀失效。

因为热动力疏水阀至少需要0.3bar的压力差才能排放,也就是说,一旦失去压力时,至少需要在疏水阀前积水3M才能排放。当设备停机后,因蒸汽冷凝,设备内部空间形成真空,这时冷凝水回流,疏水阀前势必会积存很多冷凝水,当设备启机时,这些冷凝水将快速的被推到后面的减压阀里,导致减压阀失效,原因同上。

解决方案:最好加装汽水分离器,若不能加,则在减压阀前3M以内使用排量稍大的机械式疏水阀(如way’s自由浮球疏水阀WY80F)替代热动力疏水阀,仅仅需要0.01bar的压差即可排放冷凝水,而且机械式疏水阀是连续排水的,所以,停机后在疏水阀前几乎不会积水。因此,也就没有可能积水至减压阀内,不会导致减压阀失效的严重问题。


二、下游压力为零或太低的原因分析

1、减压阀前没有蒸汽通过。检查上游蒸汽阀已打开并且过滤网是干净的。(为了有利于调试和故障诊断,必须在上游安装压力表和过滤器)。

2、导阀内调节弹簧断裂。

3、导管组件或过滤网被杂质堵塞,或外置导管被折瘪----拆下活接头螺母并彻底吹洗杂质。

4、导阀推杆太短。

5、减压阀内进水了。

6、可能主阀膜片破裂了。

7、来汽流量不足,实际耗汽量远远大于来汽量,将导致压力低于设定压力。

1)检查上游压力是否正确,如果偏低,阀门流量将减少,在满负荷情况下不能保证下游压力。

2)检查后端负载是否增大了?

3)在满负荷情况下压力下降,可能上游阀门堵塞或者上游管道口径过小,或者选用了小于管径的阀门(如截止阀和过滤器),被间接节流了。

4)蒸汽湿度太大。

5)如果下游压力还是太低,则需要安装更大的阀门。


三、下游压力太高的原因分析

1、旁通阀们泄漏。

2、减压阀内进水了。---如上面说明。

3、下游压力管堵塞或设备停机时,压力被憋在管道内,压力升到与上游压力相同。

4、导管组件或过滤网被杂质堵塞,或外置导管被折瘪---拆下活接头螺母并彻底吹洗杂质,清理过滤网。

5、导阀膜片严重变形或破裂。

6、导阀或导阀阀杆被卡住了。

7、主阀不能与主阀阀座接触密封(可能有杂质)。

8、杂质进入,活塞被卡住了---在减压阀前安装过滤器。

9、导阀不能与导阀阀座接触密封。


四、减压阀后压力不稳定的原因分析

1、使用直接作用式减压阀,出口压力随着入口压力的波动而波动。---使用先导式减压阀。

2、减压阀与后端气动控制阀之间的距离太短,造成压力波动。---间距至少1M以上。

3、 反馈导管与减压阀的距离太近。---间距至少1M以上,但导管必须装在控制阀之前。

4、主阀密封面被蒸汽冲蚀造成泄漏,导致压力偏差大,不稳定。

5、导阀密封面被磨损冲蚀后泄漏,导致压力偏差大,不稳定。

6、活塞和活塞缸之间因磨损间隙增大,造成泄漏蒸汽,导致压力不稳定。

7、弹簧变形或弹簧使用时间太久后力量不够,减压阀无法完全关闭,导致压力不稳定。

8、选型过大了,导致压力不稳。

9、减压比太大,当下游压力小于上游压力10%时,波动较大。


五、蒸汽压力不稳定给生产带来的后果

蒸汽到达用汽点压力应该达到工艺需要的值,而且压力应该非常稳定,从而为工艺制程提供合适的温度,否则制程的性能将受到严重影响。

因为蒸汽的物理特性是,饱和蒸汽的压力与温度、热焓值、比容、密度都是一一对应的,比如10Barg压力蒸汽对应的温度是184度,热焓值是1999.47kJ/kg。若压力忽高忽低,则蒸汽温度和热焓值都不停变化。

1、 针对一些加热设备,若压力变化,物料的温度也会随之大幅波动,影响产品质量,甚至可能出现产品报废的问题;若加热器前安装了气动调节阀,可以控制温度,但是压力不稳定,会造成调节阀不停的震荡,导致调节阀寿命降低。

若蒸汽压力超过设备额定压力,会严重损坏设备;若蒸汽压力太低,可能造成物料无法被加热到要求的温度,尤其是某些烘干设备,加热空气机组,需要很高温的热风,但是蒸汽压力太低,就很难做到。


2、 针对需要使用蒸汽喷射真空泵的工况(如脱臭塔等)的影响:

A、 当工作压力降低时,其做功能力和流量减少,使抽气能力降低,无法保证塔内真空度。同时,喷射器内增压器的扩压器的相应背压也会随之降低,使增压器可能不能正常工作,无法保证真空。

  B、当工作压力升高时,且高于设计值时,其做功能力和流量提高,理论上可以提高抽气能力,但由于增压器的几何尺寸已定,工作蒸汽消耗远远大于提高的抽气能力,反而打大大增加了大气冷凝器的负荷,因此增加了蒸汽的消耗。


总之,工厂锅炉出来的压力,应该尽量接近锅炉的设计额定压力,这样锅炉的热效率最高。进到车间后,应该分级使用减压阀,把蒸汽压力降到要求的温度,减压阀不仅可以减压,还可以稳定压力(只有先导式减压阀可以稳定压力),同时蒸汽经过减压阀后,会变成过热蒸汽,蒸汽干度会提高,因此蒸汽的传热效率会更高;干燥的高品质蒸汽,对后续的阀门管道和设备的冲蚀腐蚀都大大减少,延长了设备寿命。

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