斯派莎克蒸汽减压阀优化设计案例

【资料简介】

斯派莎克蒸汽减压阀优化设计案例

在蒸汽系统中，自力式减压阀由于其安装简单、调整方便，一直有着广泛的应用。但是如果没有正确的设计与选型，同样的阀门应用在不同的场合，也可能会产生不同的效果。通过对同一主阀、不同型号异阀的多元化组合，可有效的控制蒸汽温度和/或压力。英国斯派莎克25P系列减压阀的设计制造依据使用者的需求，其多元化的组合在工业界没有任何其他的减压阀可与之媲美。为了实现多目标控制设备的独立性和经济性，可在同一个主阀上组合多种控制，无论是温度控制、压力调节还是二者在一起，都能做到反应迅速、控制*、安全可靠。同时25P系列减压阀的所有零件均能够分解检查或保养，而无需移动管路中的主阀体。正确的选型和安装保养，更能保证其的工作。

斯派莎克蒸汽减压阀优化设计案例工作原理：

启动前导阀弹簧处于自由状态时，主阀和导阀处于关闭状态。导阀有弹簧力作用打开，蒸汽经由导阀进入主隔膜室，一部分蒸汽则经由控制孔流出，当导阀流入的蒸汽大于由控制孔流出的蒸汽，主隔膜阀中的控制压力增大，打开主阀。随着蒸汽流过主阀，下游压力的增量经由感应管反馈，作用在导阀隔膜下，平衡隔膜上部的弹簧压力，使导阀组建关闭节流，维持主隔膜中的压力，控制主阀开度输送适量的蒸汽。调节导阀隔膜上的弹簧即可改变下游压力。

     斯派莎克蒸汽减压阀主要特征

导阀弹簧：三种颜色的弹簧，可提供从0.2-14bar g范围内不同压力的准确控制。

温度调节刻度盘：快速准确的设定所需温度。

温度感应器：在温控元件中有无需补偿的液体，感应瞬时温度的变化，提供准确的控制。

测试：每一个25P系列的减压阀在出厂前都经蒸汽测试，以确保操作。

1斯派莎克蒸汽减压阀优化设计案例案例一

设计减压站，根据实际参数上游压力P1 = 15.7 bar g；下游压力P2 = 10 bar g；蒸汽流量波动范围Q = 10-15吨/小时，经过选型及计算，减压站选择DN150 25P，减压阀安装在蓄热器出口，经过半年多的使用，减压阀工作稳定，减压准确，减压阀下游压力表的显示值基本恒定，用客户王工的话说“指针像焊死一样不动”。

2斯派莎克蒸汽减压阀优化设计案例案例二

几乎同样的时间，另一卷烟厂的空调房进行蒸汽系统改造。工程商在采购的过程要求选择与管道同口径的DN150 25P，并确定采购两台DN150的阀门。在减压阀使用后不久，下游的安全阀就经常起跳，原因是减压阀后压力不稳定甚至无法减压，后来现场确认工况时才发现减压阀选型过大，而且蒸汽用量随天气的变化而变化，两台减压阀超过30吨/小时的流通量，实际使用时最小流量有时达不到1吨/小时，造成阀门动作频繁，下游压力波动，而且加重了阀芯的磨损，使得阀内的膜片更容易疲劳。

从以上两个案例我们可以看出，根据实际参数选型而应用成功，为客户带来了实效，如果没有按照正确的选型方法选择，就会带来了损失和麻烦。蒸汽系统除了减压阀的选型以外，还会涉及到管道的选型、控制阀的选型、疏水阀的选型、冷凝水系统的选型等等，这些选型也都有需要的参数和注意的事项。

减压阀的工作原理可以简单的理解为入口压力+出口压力=弹簧力，通过控制减压阀内截流口的开度大小来控制出口处的压力，开度越小，液体通过截流口的液阻越小，压力损失越小，出口压力越大，反之则出口压力越小。

斯派莎克蒸汽减压阀优化设计案例

减压阀的工作原理可以简单的理解为入口压力+出口压力=弹簧力，如上图所示：

假设作用在膜片上的弹簧力为F

作用在减压阀膜片下的出口压力为F1 入口压强为P1 膜片的作用面积为S1 F1=P1×S1

作用在减压阀阀芯下的入口压力为F2 出口压强为P2 阀芯的作用面积为S2 F2=P2×S2

当达到平衡时则有：F=F1+F2=P1×S1+P2×S2

当入口处的压力出现波动，假设入口压强变大为P2+△P而其他条件不变，则弹簧力F＜F1+F2，膜片下的压力推动膜片往上运动，弹簧被压缩F变大，同时截流口开度变小，液体阻力变大，出口压强变小，F2变小，一直到达到新的平衡。

当减压阀出口无人用水或减压阀下游被关闭时，出口压强持续增大，F2持续变大，膜片下的压力推动膜片不断往上运动直到减压阀关闭，此时减压阀出口压强是大于的设定值，但由于惯性作用，向上运动的膜片不会一下子就停下来，会继续向上运动一点，相当于出口处阀腔变大，体积变大，内部液体的压力下降，直到正好等于减压阀出口的设定压力值。

斯派莎克蒸汽减压阀优化设计案例

膜片式减压阀的工作原理

低噪音

根据流体力学设计的内部结构将噪音控制在20分贝以内。

阻力小

根据流体力学设计的内部结构有效降低了压力损失，保证在大流量的情况下阻力任然很小。

这一点在当今的供水系统中尤其重要，因为现在的供水系统中很多元件的压力损失很大，如恒温水龙头等，因此需要减压阀的压力损失值低。

可抽取阀芯

包含膜片，过滤网，阀座，活塞及阀杆的一体式阀芯可以抽取进行清洗或更换。

斯派莎克蒸汽减压阀优化设计案例

斯派莎克《蒸汽和冷凝水系统的设计》课程与您一起交流学习如何设计一个良好的蒸汽系统，包括确定和选择蒸汽系统相关的管道、减压阀、控制阀疏水阀等等产品类型和型号，蒸汽安装的注意事项，蒸汽系统设计对蒸汽品质的影响等等。

蒸汽从锅炉中由高压输出再输送至各设备用汽点时，一般常会进行减压控制。蒸汽为何需要减压?

1、锅炉通常产生的都是高压蒸汽，这样可以减小锅炉尺寸，减少湿蒸汽的发生，提高蒸汽干度，进行远距离输送。

2、由蒸汽的密度变化造成的，高压时蒸汽密度大，同口径管路可以输送高压蒸汽要大于低压蒸汽，采用高压输汽会减小管路尺寸，节约成本。

3、蒸汽使用时会出现冷凝现象，减压后的蒸汽降低冷凝水的压力，避免冷凝水排放时产生闪蒸蒸汽造成损失，冷凝水在低压下排放能量损失较小。

4、由于饱和蒸汽的温度和压力是对应的，在杀菌工艺和造纸干燥机表面温度控制都会安装减压阀来控制压力，从而控制工艺设备的温度。

5、工艺设备都有自己的设计压力，当供应的蒸汽压力超过了工艺系统的需求时就需要减压，当有的系统是用高压冷凝水产生低压闪蒸蒸汽，达到节能目的。当产生的闪蒸蒸汽不足时，就需要通过减压阀来产生低压蒸汽补充。

6、可以减少锅炉的蒸汽负荷，因为在低压下蒸汽的热焓较高。2.5MPa时热焓值为1839kJ/kg，1.0MPa时热焓值为2014kJ/kg。因此，低压蒸汽更适合于设备使用。

对于蒸汽减压阀的使用，用户尤为关心的是如何能用的好，如何满足应用设备的实际需求。首先需要了解蒸汽减压阀的基本类别和各自的优缺点。斯派莎克《蒸汽系统的维护》课程通过对现有系统及产品如何维护的学习，深入了解和发现蒸汽系统中故障频发的潜在原因和改进措施，通过运行、维护、管理、改造整个过程实现蒸汽系统的稳定、可靠、高效的运行。