冷凝水是否就是造成减压装置失控的主要原因是什么？

摘要：蒸汽减压阀出口压力频繁波动超出范围，甚至失去调压器的调节功能一直是供热工程中极为普遍的问题。经过长期观察，发现主要原因之一不是阀门本身，而是系统中冷凝水的侵入。通过对减压结构及其相关功能的研究，由于阀门自身结构的特点，冷凝水在阀门内的积聚是不可避免的。分析减压阀工作原理的每一个细节发现，冷凝水对阀门的调节功能是破坏性的。系统中冷凝水的分离和去除，即 最大程度地供应正常干度的蒸汽，是减压装置稳定运行的关键。因此，提出了减压装置设计的基本要求和相关措施。同时，还要认识到减压装置z工作的直接对象多为加压容器。“超压”对设备的工艺温度、产品质量和设备本身的安全构成直接威胁，必须引起高度重视。当我们经常听到操作者这样的反映：国产减压阀质量不好，后级压力经常不稳定，寿命太短，用久了就不行了。由于减压阀失控，泄压阀放开，噼里啪啦的尖叫，不仅浪费能源，而且直接影响设备的安全运行。问题是部分机组更换了进水阀，使用一段时间后仍出现上述问题。通过对大量失控装置的排查（当然也不排除阀门本身存在问题）一个共同的发现：阀门内有大量积水，其中很多是长期未使用的新型阀门，系统设计中均未采用。有效去除冷凝水的措施。这不仅浪费能源，而且直接影响设备的安全运行。问题是部分机组更换了进水阀，使用一段时间后仍出现上述问题。通过对大量失控装置的排查（当然也不排除阀门本身存在问题）一个共同的发现：阀门内有大量积水，其中很多是长期未使用的新型阀门，系统设计中均未采用。有效去除冷凝水的措施。这不仅浪费能源，而且直接影响设备的安全运行。问题是部分机组更换了进水阀，使用一段时间后仍出现上述问题。通过对大量失控装置的排查（当然也不排除阀门本身存在问题）一个共同的发现：阀门内有大量积水，其中很多是长期未使用的新型阀门，系统设计中均未采用。有效去除冷凝水的措施。通过对大量失控装置的排查（当然也不排除阀门本身存在问题）一个共同的发现：阀门内有大量积水，其中很多是长期未使用的新型阀门，系统设计中均未采用。有效去除冷凝水的措施。通过对大量失控装置的排查（当然也不排除阀门本身存在问题）一个共同的发现：阀门内有大量积水，其中很多是长期未使用的新型阀门，系统设计中均未采用。有效去除冷凝水的措施。

试验证明，排除冷凝水后，大部分阀门均可投入正常运行。我们可以从中吸取教训：冷凝水是减压装置失控的主要原因吗？通过思考，明确了研究方向。首先要了解减压阀本身结构上是否存在冷凝水沉积的可能？哪一部分？二、解决冷凝水是否对稳压功能有破坏作用？1 减压阀的结构及冷凝水滞留的可能性 减压阀应该说是一种结构比较复杂的阀门。主阀）必须详细了解其结构和相关功能。以最常用的国产Y43H系列活塞式减压阀和进口先导阀式减压阀为例进行比较介绍。（见图1和2）。1.1 从图中可以看出主要结构和相关区别，不管是国产的还是进口的，虽然结构不同，但都是由调节弹簧组件组成，先导阀 由四部分组成：主阀总成、主阀总成和调节通道。1.1.1 调节弹簧总成和先导阀总成：区别在于先导阀阀芯的形状（一个是圆锥台，一个是球体）几乎相同。1.1.2 主阀组件：结构完全相反。进气主阀的阀芯设置在阀座上，进气方向为高进低出，呈倒横向S形。1.1.3个调压通道（图2中的α，图2中的β，γ，a，b，c） 布局不同，国产阀门的调压通道预置在阀体内（内置式），进水阀的调压通道均用铜管（外置式）与阀体外部连接。

1.1.4β通道和b通道的功能区别国内的β通道直接从导阀的环形蒸汽室通向下方活塞缸的上腔，只具有连接功能. 入口b通道从主蒸汽供应通道分支出来，连接到下游出口的阀体（一个很细的孔）。这个频道有一个非常特殊的功能。它不仅与主膜片的下腔形成压力差，而且对主阀膜片有帮助。板片的运动还可以将部分残压蒸汽和冷凝水排放到下游出口管段，更有利于主阀的快速关闭。国产阀门，只要先导阀打开，冷凝水从α通道、β通道和活塞缸上腔迅速进入先导阀上部的环形蒸汽室。当活塞冲程到达下止点时，气缸在此过程中变成了“水缸”。家用阀门，由于其结构特点，水量相对较小，只需少量冷凝水即可填充这些部位。在进水阀中，当导阀打开时，冷凝水一般沉积在气缸内，活塞气缸的上腔和主隔膜的下腔是主阀运动的原动机，以及β、a、b通道等压力传输系统。可见，由于减压阀自身结构的特点，冷凝水在阀门内的积聚是不可避免的，是阀门工作的核心部分。2 从减压阀的工作原理分析冷凝水对减压阀调节功能的破坏作用 深入探讨冷凝水对减压阀调压调节功能的影响，首先，有必要了解减压阀的工作原理和相互关系。2.1国产减压阀的工作原理先导阀的开启是利用顶部的调节螺栓顺时针转动，使弹簧产生的弹力收缩，使先导阀膜片向下压，作用在先导阀上。连杆上的力使其向下移动以打开先导阀。

导阀开启时，上游进汽管段A腔内的蒸汽通过α通道（供汽调节通道），通过导阀进入导阀环形蒸汽腔，直接送至活塞缸的上腔下方为β通道。随着A腔内蒸汽的不断供应，压力不断升高，向下推动活塞打开主阀泰科流体控制阀门，蒸汽不断地从A腔流向B腔。当下游出口管段B腔负荷得到满足时，多余的蒸汽使B腔压力不断升高。上升的压力通过γ通道（压力传感通道）反馈到导阀膜片的下腔，使导阀膜片向上突出，克服上调节弹簧的压力，先导阀关闭或关闭。因此，来自上游 alpha 通道的蒸汽源被关闭或关闭。当活塞缸上腔压力下降时，在下回位弹簧的作用下，主阀关闭或关闭，B腔压力开始下降，从而达到调压的目的一遍又一遍地。2.2 进口减压阀的工作原理 当先导阀打开时进口水减压阀，从图2可以看出，上游管段A腔内的蒸汽迅速进入内滤盖并到达通过导阀的通道（蒸汽供应调节通道）。)，当a通道充满蒸汽时，直接送到主阀膜片的下腔，一部分蒸汽通过B通道（压力控制通道）分流到B腔。主阀膜片的下腔由a通道内的蒸汽不断供给，主阀膜片受压后向上凸出，产生的推力推动主阀杆向上移动，打开主阀，同理蒸汽不断地从 A 室流向 B 室。. 当下游出口管段负荷得到满足时，多余的蒸汽也不断增加B腔内的压力，增加的压力通过C通道（压力传感通道）传到导阀膜片下的蒸汽腔。当先导阀的膜片向上突出时，

当主阀膜片下腔压力逐渐降低时，上主阀弹簧作用，使主阀阀芯下降回座，关闭或关闭主阀（释放多余蒸汽）同时通过B通道进入B腔，主阀关闭。快速关闭），使B腔压力持续下降，从而实现调节。（先导阀开启原理，进水阀与国产阀相同，略）2.3 冷凝水破坏调压器调节功能的机理分析当下游压力（在B腔）需要降低。在正常情况下，B腔内的超高压通过压力传感通道（γ）传给导阀，使导阀关闭或关闭，从而关闭并切断A腔的蒸汽源。当冷凝水侵入气缸和环形蒸汽腔，由于水的不可压缩性，主阀复位弹簧完全失去作用，活塞不能向上运动，主阀不能关闭，蒸汽在进口（A腔）仍在流动。，在常开状态下通过主阀流入B腔。让它压力太大而失控。在同一示例中，查看系统冷凝水填充 a、b 通道和主隔膜下腔时的进水阀（见图 2））。在A室蒸汽的推力下，主阀的膜片处于向上鼓起的状态。同样，是水的不可压缩性，使上回位弹簧无法下降回座，主阀也处于常开状态，破坏了稳定的调节功能。这里需要强调的是，虽然减压阀是比例调节阀，但是，当冷凝水充满阀内这些核心工作部件时，比例调节的性质就完全改变了。关键问题在于运动部件的摩擦阻力和动作顺序的时间差的影响，它决定了主阀运动的滞后性。同样，是水的不可压缩性，使上回位弹簧无法下降回座，主阀也处于常开状态，破坏了稳定的调节功能。这里需要强调的是，虽然减压阀是比例调节阀，但是，当冷凝水充满阀内这些核心工作部件时，比例调节的性质就完全改变了。关键问题在于运动部件的摩擦阻力和动作顺序的时间差的影响，它决定了主阀运动的滞后性。同样，是水的不可压缩性，使上回位弹簧无法下降回座，主阀也处于常开状态，破坏了稳定的调节功能。这里需要强调的是，虽然减压阀是比例调节阀，但是，当冷凝水充满阀内这些核心工作部件时，比例调节的性质就完全改变了。关键问题在于运动部件的摩擦阻力和动作顺序的时间差的影响，它决定了主阀运动的滞后性。破坏了稳定的调节功能。这里需要强调的是进口水减压阀，虽然减压阀是比例调节阀，但是，当冷凝水充满阀内这些核心工作部件时，比例调节的性质就完全改变了。关键问题在于运动部件的摩擦阻力和动作顺序的时间差的影响，它决定了主阀运动的滞后性。破坏了稳定的调节功能。这里需要强调的是，虽然减压阀是比例调节阀，但是，当冷凝水充满阀内这些核心工作部件时，比例调节的性质就完全改变了。关键问题在于运动部件的摩擦阻力和动作顺序的时间差的影响，它决定了主阀运动的滞后性。

（先导阀先动作，主阀跟随。）在接收到来自γ和c通道的超压信息后，首先关闭或关闭先导阀。这样一来，阀门内冷凝水的回流路径就被切断了，显然活塞和主阀膜片不能移动。综合以上分析讨论可知，系统中的冷凝水对供热工程有害无益。由此得出结论，系统中的冷凝水是破坏蒸汽减压阀调节功能的最基本原因。3 系统凝是唯一来源在写这篇文章的过程中，有同事提出，减压阀在自身工作过程中的热交换是否会产生冷凝水？这个问题的提出让我们思考冷凝水是否也会在减压阀内部沉淀？因此，有必要了解减压阀工作过程的热状态。为了更形象、更直观的说明问题，我们打算用LgP-I图来分析看看它们在减压条件下相关状态参数的变化，会有答案的。假设上游入口压力为（阀前）P1，下游出口压力为P2，P1在O1处与干饱和蒸汽管线相交并沿等焓线下降。下游出口压力 P2 在 O2 处与等焓线相交。当压力从 P1 下降​​到 P2 时，其他相关参数也随之变化。从图3可以看出，P1到P2的压力遵循等焓，所以焓不变，但是熵从S1到S2增加，比容也从V1到V2增加，但是温度从S1到V2减小t1 到 t2。从这个角度来看，蒸汽通过减压阀的流动过程应该被认为是绝热节流过程。这种绝热节流过程是一种不可逆的绝热膨胀等焓流动过程。并且比容也从V1增加到V2，但温度从t1到t2降低。从这个角度来看，蒸汽通过减压阀的流动过程应该被认为是绝热节流过程。这种绝热节流过程是一种不可逆的绝热膨胀等焓流动过程。并且比容也从V1增加到V2，但温度从t1到t2降低。从这个角度来看，蒸汽通过减压阀的流动过程应该被认为是绝热节流过程。这种绝热节流过程是一种不可逆的绝热膨胀等焓流动过程。

蒸汽节流后，焓值不变，比容和熵增加，温度略有下降。蒸汽通过减压阀后，不仅不会产生冷凝水，而且蒸汽的干度也得到了提高。可以说，冷凝水的生产来自于系统，并且是唯一的。这样，防止和减少冷凝水进入减压阀的措施也得到了简化。4 措施与方法4.1 从蒸汽热源到各蒸汽终端的管路中，最好将冷凝水排除。由于蒸汽的间歇使用，蒸汽管道不断与环境进行热交换。去除这部分冷凝水的通常做法是采用分段排水来解决。那么它是怎样工作的？从图4可以看出，由于我们选择的排水管直径比较小，可以想象当管内蒸汽流速在每秒十几米到几十米的范围内时，实际情况是冷凝水没有排出太多。, 它已通过排水孔冲洗。这种传统方法排水效率低，效果不理想。在输汽主管和排水管之间安装一段冷凝水收集短管。管径粗，集水能力强。冷凝水短管与蒸汽输送管的直径之比建议为1/2~2/3。例如，直径为Dn100的蒸汽供应管的直径，冷凝水收集短管的直径可以在50～80直径之间选择。这种方法排量大，效果好。是国外常用的一种方法，值得借鉴。4.2 减压装置汽水分离器的设置很重要。加装汽水分离器可以最大程度地保证干蒸汽的供应。是减压装置稳定运行和使用寿命的重要保证。是国外常用的一种方法，值得借鉴。4.2 减压装置汽水分离器的设置很重要。加装汽水分离器可以最大程度地保证干蒸汽的供应。是减压装置稳定运行和使用寿命的重要保证。是国外常用的一种方法，值得借鉴。4.2 减压装置汽水分离器的设置很重要。加装汽水分离器可以最大程度地保证干蒸汽的供应。是减压装置稳定运行和使用寿命的重要保证。

笔者根据重力分离与阻力相结合的原理设计了一种汽水分离器。实际使用效果还不错，仅供参考。看国外汽水分离器产品，原则上有重力式、防凝露式和离心式。形式上，有卧式和立式之分，品种繁多，规格齐全。但是，目前国内市场上还没有产品。大部分产品来自国外。（昂贵且令人望而却步）冷凝水滞留对蒸汽加热系统有害。所以汽水分离器的研发还有很多事情要做，希望各位同仁关注。4. 1 蒸汽减压加热规格的完美减压阀具有“防水”的特点。减压装置的设计和安装必须注意系统中冷凝水的分离和去除，同时希望规范修订时能充分考虑这些保障措施的补充。5.2国产汽水分离器研发将尽快实现产品多元化、系列化规格中外合资阀门厂家，为减压装置稳定运行创造基础条件5.3从根本上了解减压稳定运行装置，其安全性和经济意义。事实上，需要减压和供热的物体，如物料反应罐、换热器等往往是压力容器。每年都会发生多起爆炸事故，分析主要原因。安全阀、防爆盘等安全附件失控的原因有很多。

一个事实告诉我们：由于各种原因，安全配件不可能100%可靠。一般概念往往认为泄压装置是否超压无关紧要。反正后面的安全配件会自动释放压力。泄压装置取决于安全附件的灵敏度。相反，安全附件失控，“超压”，将直接导致事故发生，是事故背后的罪魁祸首。应该说，只要减压装置稳定可靠，就可以保证系统的安全经济运行。明确减压装置的安全运行是第一（预防的概念），安全附件的作用是第二（治理的概念）。事故的发生。减压装置的科学设计在安全性和经济性方面具有重要意义。（在撰写本文过程中，感谢高级工程师张一霁，恭喜副教授的热心帮助） 参考：采暖通风设计手册。第 300 页“安全阀”。中国建筑工业出版社，1973年6月。修订后的第二版