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    特殊閥門的選用

    1、疏水閥的選用

    疏水閥是從貯有蒸汽的密閉容器內(nèi)自動(dòng)排出凝結(jié)水，同時(shí)保持不泄漏新鮮蒸汽的一種自制裝置，在必要時(shí)也允許蒸汽按照預(yù)定的流量通過(guò)。在現(xiàn)代社會(huì)中，蒸汽廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和生活設(shè)施中，無(wú)論在蒸汽的輸送管道系統(tǒng)，還是利用蒸汽來(lái)進(jìn)行加熱、干燥、保溫、消毒、蒸煮、濃縮、換熱、采暖、空調(diào)等工藝過(guò)程中所產(chǎn)生的凝結(jié)水，都需要通過(guò)蒸汽疏水閥排除干凈，而不允許蒸汽泄漏掉。按照啟閉件的驅(qū)動(dòng)方式，蒸汽疏水閥可分為三類：由凝結(jié)水液位變化驅(qū)動(dòng)的機(jī)械型蒸汽疏水閥；由凝結(jié)水溫度變化驅(qū)動(dòng)的熱靜力型蒸汽疏水閥；由凝結(jié)水動(dòng)態(tài)特性驅(qū)動(dòng)的熱動(dòng)力型蒸汽疏水閥。

    機(jī)械型蒸汽疏水閥：這類疏水閥主要有密閉浮子式、敞口向上浮子式、敞口向下浮子式等。這類型式的蒸汽疏水閥的工作原理運(yùn)用了古老的阿基米德原理，性能可靠，能排除飽和水；但是體積比較大，較笨重。又由于顛簸搖擺的環(huán)境對(duì)其阻汽排水性能有相當(dāng)?shù)挠绊懀虼耍荒苓m應(yīng)火車、輪船及有較大震動(dòng)的裝置上使用。

    熱靜力型蒸汽疏水閥：這類疏水閥主要有蒸汽壓力式蒸汽疏水閥、雙金屬片式或熱彈性元件式蒸汽疏水閥、液體或固體膨脹式蒸汽疏水閥。這類疏水閥幾乎與機(jī)械型疏水閥同時(shí)出現(xiàn)，最初是金屬膨脹式蒸汽疏水閥，利用閥桿材料冷縮熱脹的物理性能和凝結(jié)水溫度的變化而實(shí)現(xiàn)阻汽排水作用。但是這種型式的蒸汽疏水閥不能適應(yīng)蒸汽壓力變化較大和凝結(jié)水量穩(wěn)的場(chǎng)合，后來(lái)研制出利用液體膨脹的壓力平衡波紋管式蒸汽疏水閥，以上的問(wèn)題得到了初步解決。隨著材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，雙金屬片得到了廣泛應(yīng)用，研制出了雙金屬片式蒸汽疏水閥，它是利用雙金屬片受到溫度變化而產(chǎn)生的變形實(shí)現(xiàn)阻汽排水作用的。這種疏水閥體積小、重量輕，能排除大量空氣，但是成本高。

    熱動(dòng)力型蒸汽疏水閥：這類疏水閥有圓盤式蒸汽疏水閥、脈沖式蒸汽疏水閥、迷宮式蒸汽疏水閥、孔板式蒸汽疏水閥。圓盤式蒸汽疏水閥是利用蒸汽的流速與凝結(jié)水流速的差別而實(shí)現(xiàn)阻汽排水動(dòng)作，這種蒸汽疏水閥體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但排空氣性能較差。脈沖式蒸汽疏水閥也具有體積小、重量輕的特點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高、價(jià)格貴。
疏水閥的選用依據(jù)：

    ①根據(jù)實(shí)際使用工況確定蒸汽疏水閥入口與出口的壓差。蒸汽疏水閥的入口壓力是指閥入口處的最低工作壓力；疏水閥出口壓力是閥后可能的最高工作背壓。疏水閥的公稱壓力、公稱尺寸、最高允許壓力、最高允許溫度、最高工作壓力、最低工作壓力、最高背壓率、凝結(jié)水排量等應(yīng)符合蒸汽管網(wǎng)的工況條件。選用蒸汽疏水閥還應(yīng)考慮 “疏水閥的額定排水量等于蒸汽使用設(shè)備的凝結(jié)水產(chǎn)生量乘以選用倍率”，倍率選用見表1-25。

    ②根據(jù)工藝條件確定在正常工作時(shí)可能產(chǎn)生的凝結(jié)水量，乘以修正系數(shù)，對(duì)照疏水閥的排水量選擇某一型號(hào)的疏水閥。

    ③疏水閥種類多，其結(jié)構(gòu)原理不同，所以應(yīng)根據(jù)不同的使用場(chǎng)合選用不同的結(jié)構(gòu)形式（見表1-26）。

    a．需要立即排除凝結(jié)水的場(chǎng)合，如蒸汽透平、蒸汽泵、蒸汽主管線等，不宜采用有過(guò)冷度的疏水閥，如脈沖式疏水閥和恒溫型波紋管式疏水閥。

    b．凝結(jié)水低于額定最大排水量15%時(shí)，不應(yīng)選用脈沖式疏水閥，因?yàn)樵谶@種條件下，新鮮蒸汽容易從排泄孔流失。

    c.辦公、學(xué)校、科研及住宅區(qū)周圍附近，需要安靜的環(huán)境，不宜選用噪聲大的熱動(dòng)力式疏水閥，應(yīng)選用恒溫型疏水閥和浮球式疏水閥，因?yàn)樗鼈儎?dòng)作遲緩，沖擊力小。

    d.間隙操作的室內(nèi)蒸汽加熱設(shè)備和管道，需選用排氣性能好的疏水閥，如倒吊桶式或恒溫型疏水閥。

    e．室外工作的疏水閥，一般不宜選用機(jī)械型疏水閥，需要選用時(shí)，應(yīng)有防凍保護(hù)口。

    f．用汽裝置不允許積存凝結(jié)水，應(yīng)選用能連續(xù)排出凝結(jié)水的疏水閥，如浮球式疏水閥。

    g．在既要求排出凝結(jié)水，又要求及時(shí)排除不凝性氣體的場(chǎng)合，應(yīng)選用有排水、排氣雙重功能的疏水閥。

    h．在蒸汽管網(wǎng)中，若需要利用工作背壓回收凝結(jié)水時(shí)，應(yīng)選用背壓率高的疏水閥，如機(jī)械型疏水閥。

    2、安全閥的選用

    安全閥是一種自動(dòng)閥門，它不借助任何外力而是利用介質(zhì)的壓力排出一額定數(shù)量的流體，以防止系統(tǒng)內(nèi)壓力超過(guò)預(yù)定的安全值。當(dāng)壓力恢復(fù)正常后，閥門再行關(guān)閉并阻止介質(zhì)繼續(xù)流出。安全閥用于鍋爐、壓力容器和其他受壓設(shè)備上，作為防超壓的安全保護(hù)裝置。對(duì)于一些重要的受壓系統(tǒng)，有時(shí)需設(shè)置兩種以上的超壓保護(hù)裝置，在此種情況下，安全閥往往作為最后的一道保護(hù)裝置，因而其可靠性對(duì)設(shè)備和人身的安全具有特別重要的意義。

    安全閥的技術(shù)發(fā)展經(jīng)過(guò)了漫長(zhǎng)的過(guò)程，從排量較小的微啟式發(fā)展到大排量的全啟式，從重錘式(靜重式)發(fā)展到杠桿重錘式、彈簧式，繼直接作用式之后又出現(xiàn)非直接作用的先導(dǎo)式。

    常用的安全閥按其結(jié)構(gòu)形式有直接載荷式安全閥、帶動(dòng)力輔助裝置的安全閥、帶補(bǔ)充載荷的安全閥、先導(dǎo)式安全閥。

    在現(xiàn)代工業(yè)中，重錘式安全閥、杠桿重錘式安全閥由于其載荷大小有限，對(duì)振動(dòng)敏感以及回座壓力較低等原因，其使用范圍已愈來(lái)愈小。而彈簧直接載荷式安全閥和先導(dǎo)式安全閥因?yàn)榫哂胁荒芟嗷ト〈母髯蕴攸c(diǎn)，兩者都同時(shí)得到發(fā)展。

    ①杠桿重錘式安全閥。靠移動(dòng)重錘位置或改變重錘重量來(lái)調(diào)節(jié)壓力。這種安全閥只能固定在設(shè)備上，重錘本身重量一般不超過(guò)60kg，以免操作困難。鑄鐵材料制造的杠桿重錘式安全閥適用于公稱壓力PN≤16、介質(zhì)溫度t≤200℃的工作條件下。碳素鋼材料制造的杠桿重錘式安全閥適用于公稱壓力PN≤40、介質(zhì)溫度t≤425℃的工作條件下。杠桿重錘式安全閥主要用于水、蒸汽等工作介質(zhì)。

    ②彈簧直接載荷式安全閥。是利用壓縮彈簧的力以平衡閥瓣的壓力，并使其密封。彈簧直接載荷式安全閥具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、反應(yīng)靈敏、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。但因依靠彈簧加載，其載荷大小受到限制，因而不能用于很高壓力和很大口徑的場(chǎng)合。此外，當(dāng)被防護(hù)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，這種安全閥關(guān)閉件密封面上的比壓力決定于閥門整定壓力同系統(tǒng)正常運(yùn)行壓力之差，是一個(gè)不大的值，所以要達(dá)到良好的密封就比較困難。特別是當(dāng)閥門關(guān)閉件為金屬密封面和當(dāng)閥門整定壓力同系統(tǒng)正常運(yùn)行壓力比較接近時(shí)更是如此。這時(shí)為了保證必需的密封性往往需要采取特殊的結(jié)構(gòu)型式和進(jìn)行極精細(xì)的加工和裝配。彈簧直接載荷式安全閥有封閉式和不封閉式兩種。一般易燃、易爆或有毒介質(zhì)選用封閉式。蒸汽或惰性氣體等可選用不封閉式。彈簧直接載荷式安全閥有的帶扳手，有的不帶扳手。扳手的作用是檢查閥瓣的靈敏度。

    ③先導(dǎo)式安全閥。是一種依靠從導(dǎo)閥排出介質(zhì)來(lái)驅(qū)動(dòng)或控制的安全閥，該導(dǎo)閥本身應(yīng)是符合標(biāo)準(zhǔn)要求的直接載荷式安全閥。由于先導(dǎo)式安全閥的主閥通常利用工作介質(zhì)壓力加載，其載荷大小不受限制，因而可用于高壓、大口徑的場(chǎng)合。同時(shí)，因其主閥可設(shè)計(jì)成依靠工作介質(zhì)壓力密封的形式，或者可以對(duì)閥瓣施加直接載荷式安全閥大得多的載荷，因而主閥的密封性容易得到保證。此外，這類安全閥的動(dòng)作可以較少受背壓變化的影響，但是先導(dǎo)式安全閥的可靠性同主閥和導(dǎo)閥兩者有關(guān)，而且結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，為了提高可靠性，規(guī)范往往要求采用多重先導(dǎo)控制管路。這樣就更增加了整個(gè)保護(hù)系統(tǒng)的復(fù)雜程度。基于上述原因，先導(dǎo)式安全閥與彈簧直接載荷式安全閥無(wú)論在流程工業(yè)還是在電力工業(yè)中都有著廣泛的應(yīng)用，并各自發(fā)展、共同構(gòu)成了安全閥結(jié)構(gòu)發(fā)展的主流。

    安全閥的選用是一個(gè)較復(fù)雜的問(wèn)題，它的工作壓力取決于公稱壓力，它的工作溫度取決于使用溫度范圍，這是一般的選用常識(shí)。首先，根據(jù)工況條件決定安全閥材質(zhì)和結(jié)構(gòu)形式。再通過(guò)計(jì)算，計(jì)算出安全閥定壓值，決定彈簧或杠桿調(diào)壓的范圍，通過(guò)計(jì)算確定安全閥排泄量所需的噴嘴直徑。

    而對(duì)于有毒、易燃、易爆介質(zhì)除非有特殊要求，一律選用不帶扳手的，若需要帶扳手時(shí)則應(yīng)選用封閉式帶扳手的安全閥。當(dāng)介質(zhì)為空氣、水蒸氣及要求安全閥作定期開啟檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)選用帶扳手的不封閉式安全閥。

    介質(zhì)溫度大于300℃時(shí)應(yīng)帶散熱片的安全閥。

    介質(zhì)腐蝕較嚴(yán)重或者背壓波動(dòng)較大的條件下，應(yīng)選用平衡型安全閥。

    空氣或其他氣體介質(zhì)用安全閥，一般選用全啟式彈簧安全閥，液化石油氣汽車槽車或液化石油氣鐵路罐車用安全閥，一般選用全啟式內(nèi)裝安全閥。

    排泄量大的安全閥，需要大的噴嘴直徑，使用的重錘或彈簧受到限制，難以滿足要求，應(yīng)選用雙座安全閥或先導(dǎo)式（脈沖式）安全閥。

    蒸汽鍋爐安全閥，一般選用全啟式彈簧安全閥，超高壓和亞臨界壓力鍋爐，目前越來(lái)越多地選用帶有外加負(fù)載的彈簧安全閥。

    如果噴嘴（閥座）口徑一定時(shí)，需要介質(zhì)排泄量大而快，應(yīng)選用全啟式安全閥，它不但排泄量大，而且回座性能好．適于氣體和液體介質(zhì)。如果液體管道和設(shè)備使用安全閥排泄量不大，要求不高時(shí)，應(yīng)選用微啟式彈簧安全閥，因?yàn)槲⑹桨踩y結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單．成本低，維修和試驗(yàn)都方便。

    當(dāng)介質(zhì)經(jīng)由安全閥排放時(shí)，其壓力降低，體積膨脹，流速增加，故安全閥的出口通徑大于進(jìn)口通徑。對(duì)于微啟式安全閥，其出口通徑等于進(jìn)口通徑，這是因?yàn)槠渑帕啃。殖Ｓ糜谝后w介質(zhì)。而全啟式安全閥的排量大，多用于氣體介質(zhì)，故其出口通徑一般比公稱通徑大一級(jí)。

    煉油裝置根據(jù)它們的特殊條件，大部分選用彈簧式安全閥，而彈簧式安全閥中，大部分采用全啟式安全閥。

    3、減壓閥的選用

    減壓閥是通過(guò)改變節(jié)流面積，使流速及流體的動(dòng)能改變，造成不同的壓力損失，從而達(dá)到減壓的目的，并依靠介質(zhì)本身的能量控制與調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，使閥后壓力的波動(dòng)與彈簧力相平衡，使閥后壓力在一定的誤差范圍內(nèi)保持恒定的自動(dòng)閥門。

    減壓閥分直接作用式和先導(dǎo)式兩種。

    （1）直接作用式

    直接作用式減壓閥是用壓縮彈簧、重物或重力杠桿以及壓縮空氣加載，通過(guò)膜片、活塞或波紋管直接進(jìn)行壓力控制的閥門。這種閥門結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耐用。在比較惡劣的工況下，只要維護(hù)得當(dāng)，也能有很長(zhǎng)的壽命。雖然直接作用式的壓力調(diào)節(jié)不像先導(dǎo)式那么精確，但是造價(jià)低。可以廣泛地用于不必要做精確控制的場(chǎng)合。

    常用的直接作用式減壓閥按照結(jié)構(gòu)形式分有：彈簧薄膜式減壓閥、活塞式減壓閥、波紋管式減壓閥和杠桿式減壓閥。

    ①?gòu)椈杀∧な綔p壓閥是采用膜片作敏感元件來(lái)帶動(dòng)閥瓣運(yùn)動(dòng)的減壓閥。它的靈敏度高，宜用于溫度和壓力不高的水和空氣介質(zhì)管道上。

    ②活塞式減壓閥是采用活塞作敏感元件來(lái)帶動(dòng)閥瓣運(yùn)動(dòng)的減壓閥。由于活塞在汽缸中承受的摩擦力較大，靈敏度不及薄膜式減壓閥。因此，適用于承受溫度、壓力較高的以蒸汽和空氣等為工作介質(zhì)的管道和設(shè)備上。

    ③波紋管式減壓閥是采用波紋管作敏感元件來(lái)帶動(dòng)閥瓣運(yùn)動(dòng)的減壓閥。它宜用于介質(zhì)參數(shù)不高的蒸汽和空氣等潔凈介質(zhì)的管道上。不能用于液體的減壓。更不能用于含有固體顆粒介質(zhì)的管道上。因此，宜在波紋管減壓閥前加過(guò)濾器。在選用減壓閥時(shí)，應(yīng)該注意不得超過(guò)減壓閥的減壓范圍。并保證在合理情況下使用。

    ④杠桿式減壓閥是采用重物或重力杠桿作敏感元件來(lái)帶動(dòng)閥瓣運(yùn)動(dòng)的減壓閥。這種形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耐用，但不精確。目前較少采用。

    （2）先導(dǎo)式

    先導(dǎo)式減壓閥是由主閥和導(dǎo)閥組成，出口壓力的變化通過(guò)導(dǎo)閥放大控制主閥動(dòng)作的減壓閥。在此類閥中，導(dǎo)閥的作用是輔助控制主閥或者完全控制主閥。導(dǎo)閥本身可以是一個(gè)小型的直接作用式減壓閥。此類閥門精確的控制方式取決于它的特定的結(jié)構(gòu)。而實(shí)質(zhì)上，導(dǎo)閥工作的目的是以維持預(yù)定壓力下的流量的方法來(lái)調(diào)節(jié)主閥的開啟量。先導(dǎo)式減壓閥的壓力控制精度非常精確，且結(jié)構(gòu)緊湊，對(duì)于功能相同的減壓閥來(lái)說(shuō)，通常先導(dǎo)式比直接作用式結(jié)構(gòu)小得多。在這種形式中，導(dǎo)閥和主閥可以是整體的，也可以是適用于遠(yuǎn)距離壓力信號(hào)控制的單獨(dú)的裝置，它還能作遠(yuǎn)距離開關(guān)控制，也就是由控制中心控制的成套系統(tǒng)中的部件。另外，通過(guò)安裝適當(dāng)型式的導(dǎo)閥能夠獲得由溫度直接控制的設(shè)備。由于先導(dǎo)式減壓閥結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此需要經(jīng)常保養(yǎng)及清潔的工作條件。清潔工作條件常在閥門入口處裝過(guò)濾器。

    常用的先導(dǎo)式減壓閥按照結(jié)構(gòu)形式分有：先導(dǎo)活塞式減壓閥、先導(dǎo)波紋管式減壓閥和先導(dǎo)薄膜式減壓閥。

    減壓閥選用時(shí)應(yīng)該注意的幾個(gè)問(wèn)題。減壓閥應(yīng)用范圍廣泛，包括蒸汽、壓縮空氣、工業(yè)用氣、水、油和其他液體介質(zhì)均可使用。因而，鑒于許多可能的結(jié)構(gòu)變化，當(dāng)考慮到選用減壓閥的時(shí)候，其中最主要的就是閥的確切性能，首先應(yīng)該充分進(jìn)行檢測(cè)，以保證良好的使用效果。在檢測(cè)時(shí)，減壓閥應(yīng)該能滿足如下性能要求：

    ①在給定的彈簧壓力級(jí)范圍內(nèi)，出口壓力在最大值與最小值之間應(yīng)該能連續(xù)調(diào)整，不得有卡阻和異常振動(dòng)；

    ②對(duì)于彈性密封結(jié)構(gòu)，其滲漏量按表1-27規(guī)定。對(duì)于金屬-金屬密封結(jié)構(gòu)，允許滲漏量不大于最大流量的0.5％；

    ③出口流量變化時(shí)，減壓閥不得有異常動(dòng)作，其出口壓力負(fù)偏差值：對(duì)直接作用式減壓閥不大于出口壓力的20％；對(duì)先導(dǎo)式減壓閥不大于出口壓力的10％。

    ④進(jìn)口壓力變化時(shí)，減壓閥不得有異常振動(dòng)，其出口壓力偏差值：對(duì)直接作用式減壓閥不大于出口壓力的10％；對(duì)先導(dǎo)式減壓閥不大于出口壓力的5％；

    ⑤出口壓力表的升值，彈性密封應(yīng)為零，金屬-金屬密封不超過(guò)0.2 MPa/min。

    對(duì)于閑置不用的減壓閥，調(diào)節(jié)彈簧使其處于自由狀態(tài)。進(jìn)口和出口端應(yīng)用堵蓋封閉。

    減壓閥的流量與流體的性質(zhì)和壓力比有關(guān)。壓力比愈小，流量愈大；但當(dāng)壓力比減少到某一數(shù)值時(shí)，流量不再隨壓力比減小而增加。

    減壓閥產(chǎn)品規(guī)格中所列閥孔面積為最大截面積，而在工作狀態(tài)下的流道面積要小于此值，選用時(shí)應(yīng)該比計(jì)算的閥孔面積稍大些。