冷凝水对蒸汽减压阀稳定工作的影响

1、冷凝水对蒸汽减压阀稳定工作的影响减压阀的结构与冷凝水积滞的可能性应该讲，减压阀是一种较为复杂的阀门，结构繁杂，阀内套阀（一只阀中有二只 功能截然不同的导阀和主阀）必须详细地来了解一下他们的结构和相关作用。以 目前最常用的国产y43h系列活塞式减压阀和进口的导阀型减压阀为例，进行对 比介绍。1.1主要结构及相关区别从图中可以看出，无论国产还是进口，结构虽然有所不同，但都是由调节弹簧组 件、导阀组件、主阀组件及调节通道四大部分组成的。1.1.1调节弹簧组件和导阀组件：除了导阀的阀芯形状的区别外（一个是锥台， 一个是球体）相差无几。1.1.2主阀组件：结构上完全相反国产主阀的阀芯布置在阀座的下面，进

2、气方向为低进高出，呈横s形；进口主阀的阀芯布置在阀座的上面，进气方向为高进低出，呈反横s形。1.1.3压力调节通道（图1中的a、6、Y，图2中的a、b、c）布置形式不同 国产阀压力调节通道都预置在阀体内部（内置式），进口阀压力调节通道都是用 铜管连接在阀体外面（外置式）。1.1.4 6通道和b通道的功能区别国产6通道是从导阀的环形汽腔直接通向下面的活塞气缸上腔，只有连接的功 能。进口b通道是从主供汽通道分流连接到下游出口的阀体上（一个很细的孔），这个通道作用很特殊，它不仅仅与主隔膜下腔形成压差，有助于主阀膜片的运动， 同时也能排走一部分余压蒸汽及冷凝水到下游出口管段，更有利于主阀的迅速关 闭。

3、V国产阀，只要当导阀被开启后，冷凝水就会很快从a通道进入导阀上部的环形 汽腔，P通道及活塞汽缸上腔，随着活塞的下行，冷凝水越积越多，直至活塞行 程到达下死点时全，在此过程中汽缸变成了 “水缸”了。国产阀，由于结构特点 盛水容积相对较小，所以只要小量的凝水就能充盈这些部位。进口阀，当导阀开启后，冷凝水一般都沉积在汽缸、活塞汽缸上腔及主隔膜片下 腔这些主阀运动的原动机构，及6、a、b通道这些压力传输系统。由此可见由 于减压阀自身结构的特点，阀内冷凝水的积滞是必然的，而且都是阀门工作核心 部位。从减压阀的工作原理来分析冷凝水对稳压调节功能的破坏性要深入探讨冷凝水对减压阀稳压调节功能的影响，首先，必须

4、了解减压阀的工作 原理及相互关系。2.1国产减压阀的工作原理导阀的开启都是利用顶部的调节螺栓顺时针方向拧动，使弹簧缩产生的弹力，使 导阀膜片向下凹陷，作用在导阀连杆上的力，使之向下位移打开导阀。当导阀开 启后，上游进汽管段a腔的蒸汽通过a通道（供汽调节通道），经过导阀进入 导阀环形汽腔，由6通道直接送到下面的活塞汽缸上腔。在a腔蒸汽不断的供给 下，压力持续升高，推动活塞下行打开主阀，这时蒸汽源源不断从a腔流至b 腔。当下游出口管段b腔负荷满足的情况下，余多的蒸汽又使b腔内的压力不断 升高。不断升高的压力通过Y通道（压力感应通道）反馈到导阀膜片下腔，使导 减压阀产品系列： HYPERLINK 蒸

5、汽减压阀，高灵敏度蒸汽减压阀，活塞式蒸汽减压阀，自力式蒸汽减压阀，ZZYP蒸汽减压阀,减压装置阀门【鼎盛仪表】 阀膜片向上突起，克服了上部调节弹簧的压力，导阀被关小或关闭。从而，关小 或关闭来自上游a通道的蒸汽源。当活塞汽缸上腔压力下降时，在下面复位弹簧 的作用下，主阀被关小或关闭，这时b腔内的压力开始下降，这样周而复始达到 调压的目的。2.2进口减压阀的工作原理当导阀打开以后，从图2中可以看出，上游管段a腔的蒸汽迅速进入内部过滤罩， 通过导阀到达a通道（供汽调节通道），当a通道充满蒸汽后直接被送至主阀膜 片下腔，同时一部分蒸汽通过b通道（压力控制通道）被分流进入b腔。主阀膜 片下腔在a通道蒸

6、汽不断地供给下，主伐膜片受压后向上突起，所产生的推力推 动主阀杆向上运动，打开主阀，同样蒸汽源源不断地从a腔流向b腔。当下游出 口管段负荷满足的情况下，余多的蒸汽同样也使b腔内的压力不断升高，不断升 高的压力通过c通道（压力感应通道）传输到导阀膜片下汽腔，此时导阀膜片向 上突起，克服上部调节弹簧的压力，导阀被关小或关闭，减小和切断来自a腔的 蒸汽。当主阀膜片下腔压力逐步减小后，上部主阀弹簧发生作用，使主伐阀芯下 行回座，主阀被关小或关闭（多余的蒸汽同时通过b通道释放进入b腔，主阀 被迅速关闭），使得b腔的压力不断下降，这样来实现调节的。（导阀打开的原 理，进口阀和国产阀相同，略）2.3冷凝水破

7、坏稳压调节功能机理的分析当下游压力升高（b腔内）需要压力下调时。正常情况下b腔超高的压力，通过 压力感应通道（Y）传至导阀，使导阀关小或关闭，从而关小和切断来自a腔的 汽源。当冷凝水侵入到汽缸、环形汽腔时，由于水不可压缩的特性，此时，主阀 复位弹簧完全失去了作用，活塞不能上行，主阀无法关闭，入口（a腔）的蒸汽 减压阀产品系列： HYPERLINK 蒸汽减压阀，高灵敏度蒸汽减压阀，活塞式蒸汽减压阀，自力式蒸汽减压阀，ZZYP蒸汽减压阀,减压装置阀门【鼎盛仪表】 仍源源不断，通过常开状态的主阀流入b腔。使之压力超高而失控。同例，看进 口阀（见图2）当系统冷凝水充满a、b通道及主隔膜下腔时。来自a腔

8、蒸汽的 推力下，主阀膜片处于向上鼓起状态。同样，是水不可压缩特性，使上部复位弹 簧无法下行回座，主阀也同样处于常开状态，稳调节功能遭到破坏。这里，要强调一点的是，虽然，减压阀属于比例调节阀，但是，当冷凝水充满了 阀内这些核心工作部位时，比例调节性质完全改变了，其关键的问题，在于运动 部件的摩擦阻力的作用及动作顺序先后的时间差，决定了主阀运动具有滞后性。（导阀动作在先，主阀尾随在后）当接受来自及c通道超压讯息后，首先，关 小或关闭导阀。这样，切断了阀内冷凝水的退路，显然，活塞和主阀膜片就无法 运动。综合上述的分析和探讨，很明确，系统冷凝水对供热工程百害而无一利。由此结 论，系统冷凝水是破坏蒸汽减

9、压阀稳压调节功能的最基本的原因。系统冷凝水是唯一的来源在写这篇文章过程中有同行提出，减压阀在其自身工作过程的热交是否会产生冷 凝水?这个问题的提出，使我们要考虑减压阀内部是否也会析出冷凝水的问题？ 所以有必要来了解一下减压阀工作过程的热工状态。为了更形象直观地说明问 题，拟借lgp-i图来分析一下，看看在压力降低的情况下，它们各相关状态参数 的变化情况，会有一个答案。假设上游进口压力为（阀前）P1，下游出口压力为p2, pl与十饱和蒸汽线相交 于ol沿等焓线下行。下游出口压力p2与等焓线相交于o2，当压力从pl下降到 p2时，其它相关参数也发生相应的变化。从图3中可以看出，压力从pl降至p2沿

10、等焓线进行，所以焓没有改变，但是熵 减压阀产品系列： HYPERLINK 蒸汽减压阀，高灵敏度蒸汽减压阀，活塞式蒸汽减压阀，自力式蒸汽减压阀，ZZYP蒸汽减压阀,减压装置阀门【鼎盛仪表】从si增加到s2，比容也从V1增加到v2,但温度从t1下降到t2。由此看来，蒸汽经过减压阀的流动过程，应该认为是绝热节流过程。这种绝热节 流过程是不可逆的绝热膨胀等焓流动过程。蒸汽节流后焓值不变，比容和熵都有 所增加，温度略有下降。蒸汽经过减压阀后，非但不会产生冷凝水，而且蒸汽十 度也得到了提高，可以说冷凝水的产生来自系统，而且是唯一的。这样，对于防 止和减少冷凝水进入减压阀的措施方法也变得简单了。措施和方法4

11、.1管道中冷凝水排除一种好的做法蒸汽热源到各用汽终端，沿程少则几十米，多则几百米或更长，加上有的设备用 汽的间断性，蒸汽管路不断与环境进行热交换，这部分冷凝水的排除通常的做法 采用分段疏水来解决的。那么效果如何？从图4中我们可以看出，由于我们选用 的疏水管口径都比较细，可以想象，当管内蒸汽流速在十几到几十米/秒?时，实 际情况是冷凝水在没排掉多少时，它已经被冲过疏水管口了。这种传统做法排水 效率低，效果不理想。在输汽总管与疏水管之间加装了一段凝水汇集短管，管径粗，集水能力强，疏水 管从凝水短管的腰部引出，形成水封蒸汽不易逃逸。凝水短管的口径与蒸汽输送 管的比，推荐为1/22/3。如dn100

12、口径的供汽管，凝水汇集短管的口径可选择 5080的口径。这种方法排量大，效果好，目前国外普遍采用的办法，值得借鉴。 4.2减压装置汽水分离器的设置至关重要加设汽水分离器能最大程度保证干燥 蒸汽的供给，对减压装置的稳定工作，使用寿命是一个重要的保障措施。笔者根 据重力分离与阻疑相结合原理设计出的一种汽水分离器，实际使用效果不差，仅 供参考。综观国外汽水分离器产品，从原理上分有重力式、阻凝式、离心式。从形式上看 有卧式、立式，品种多样，规格齐全。但目前国内市场却无产品可选。现在大多 使用的是国外产品。（价格昂贵，望而却步）凝水滞留对一个蒸汽供热系统来讲是有百害而无一利的。因此，汽水分离器的研 制开发有很多事情可做，望同行们共同