蒸汽系統(tǒng)培訓(xùn)

1、蒸汽系統(tǒng)知識培訓(xùn)楊村,2,蒸汽控制系統(tǒng)介紹,目錄第一部分 蒸汽系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的故障分析第二部分 蒸汽系統(tǒng)原理,3,蒸汽輸送經(jīng)常出現(xiàn)異常的現(xiàn)象及其成因,一.水錘,3,1.蒸汽管道冷凝水產(chǎn)生的原因 (1).保溫 (2).長度 (3).自身壓力變化,2.蒸汽管道水錘產(chǎn)生的原因 (1).蒸汽流速過快,冷凝水受到蒸汽流速的影響,導(dǎo)致冷凝水像海浪 一樣產(chǎn)生

2、波峰.。當(dāng)管道上升或拐彎時,波峰撞擊管壁導(dǎo)致水錘。,4,4,a.蒸汽管道過濾器安裝錯誤 如在水平的管路上裝蒸汽用過濾器,如左圖所示,會在運行非常短的時間后,在其過濾網(wǎng)的突出部分就會充滿水,只有在水面上很少的過濾網(wǎng)繼續(xù)運行。這樣安裝會減少蒸汽流量并且形成水擊。蒸汽過濾器正確安裝為側(cè)裝。,b.蒸汽管道安裝錯誤 當(dāng)蒸汽口徑改變時,應(yīng)該采用異型接頭（偏心變徑）。如果采用同心變徑,會在變徑接口處積水,形成水阻導(dǎo)致水錘和蒸汽流量

3、變小。,,(2).蒸汽閥門安裝及管道安裝錯誤,5,5,(3).蒸汽管道爬升 隨著生產(chǎn)的需要，有時蒸汽管路爬升，需要越過小山坡或障礙物。例：蒸汽管道經(jīng)過復(fù)雜的地形，標(biāo)高不斷發(fā)生變化。 這時蒸汽管線要上升，但隨著蒸汽冷凝變成水，冷凝水會向下自流，會與蒸汽流向相反，導(dǎo)致蒸汽管路有反向力產(chǎn)生水錘。 在管路當(dāng)中任何低點或拐彎處都應(yīng)加裝疏水井，建議在實際的管道安裝中，如下圖所示。,,,(3).蒸汽管

4、道爬升,6,水錘,6,(4).鍋爐運行壓力低于管路設(shè)計壓力 “設(shè)備是低壓設(shè)備，用多少壓力，鍋爐就燒多少壓力，不用原先設(shè)計的減壓設(shè)備，這樣做可以嗎？”回答是否定的。 在操作上是可以的，但在系統(tǒng)運行上是不可行的。當(dāng)壓力低時，鍋爐水表面會產(chǎn)生更多的自由水滴，所以有更大可能輸送濕蒸汽。濕蒸汽會導(dǎo)致蒸汽帶水嚴(yán)重，在流速快時會對管路及閥門表面產(chǎn)生沖蝕，減少管路及閥門的使用壽命；更重要的是降低蒸汽設(shè)備的換熱效率，例如一個水箱需要加熱，正

5、常需要蒸汽量為500公斤，20分鐘加熱完成，但在換熱效率低時可能需要的蒸汽量為700公斤，要30分鐘加熱完成。由此可見，要想節(jié)省能源就需要提高蒸汽壓力或加汽水分離器。 通常情況下，蒸汽系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)是“高壓輸送低壓使用”,是按照鍋爐的額定壓力進(jìn)行輸送,到設(shè)備前在進(jìn)行減壓。這樣，鍋爐可通過較小口徑的蒸汽主管輸送較干燥的蒸汽，所以在較長的管路中它的投資較小。若在已建好的管路中可減少產(chǎn)生的水錘及提高蒸汽的輸送量，大大緩解下游蒸汽量不足的

6、現(xiàn)象。,,,7,如何防止水錘,7,1.蒸汽管道疏水構(gòu)造的設(shè)計 根據(jù)實驗證明，任何蒸汽主管排水的最佳位置是平均間隔為40~50米應(yīng)該設(shè)立排水點。在設(shè)計中自然形成的任何低點都應(yīng)設(shè)立類似的排水點。例如：管道爬升；管道下降和直角拐彎處等。但在實際情況，應(yīng)考慮到設(shè)備初期的投資和設(shè)備的長期維護(hù)可延長排水點，最好不要超過80米，并且在設(shè)備前端加裝汽水分離器等大功能主管道排水設(shè)施。 排水點的構(gòu)造是很重要的。 在一根大口徑管上焊一根15毫

7、米或20毫米的小管來排水的做法是常犯的錯誤，這樣排水是絕對無用的。就像汽車在公路上跑，路上有一個小坑，汽車的速度很快，面對小坑一掠而過。同樣，蒸汽的流速很快，推著冷凝水經(jīng)過小管時只有非常小的一部分水從排水管排出。,8,8,疏水設(shè)備 唯有設(shè)計大口徑排水才能充分的排水，理想的做法是使排水井的直徑和母管的直徑相同。但實際上對100毫米口徑以下的主管采用相同的直徑。為了節(jié)約用地允許在150毫米的管線上采用100毫米的排水管，200毫米的管

8、線上采用150毫米的排水管，依此類推。 設(shè)計圖如下：,,疏水設(shè)備,9,9,2.汽水分離器的使用 有些大型用戶為了減少管路的初期投資和管路的維護(hù)，在管路進(jìn)廠之前和設(shè)備之前安裝了汽水分離器。汽水分離器的作用是使蒸汽管道中的冷凝水從管道中分離，提高蒸汽的品質(zhì)，增加蒸汽設(shè)備的換熱效率。節(jié)省蒸汽使用量?？梢詼p少因冷凝水引起的水錘。也可以降低冷凝水對蒸汽設(shè)備的沖蝕。與主管道疏水裝置相比其優(yōu)點主要是：減少人員在惡劣的環(huán)境下進(jìn)行設(shè)備的檢修

9、和日常維護(hù)。疏水器應(yīng)采用大排量型號，例如浮球式疏水器，但在室外安裝時應(yīng)做保溫已避免設(shè)備的冰凍損壞。注意，安裝了汽水分離器并不代表就不安裝主管道疏水裝置，只是可以延長疏水裝置的間距。汽水分離器組最好采用如下圖的布置。,,10,10,3.蒸汽主管道末端疏水 在蒸汽管道末端不應(yīng)直接連到蒸汽設(shè)備，最好接出一段疏水井把冷凝水排出。如果末端直接連到蒸汽設(shè)備，那么，管道末端的冷凝水全都會進(jìn)入設(shè)備，造成設(shè)備壓力不夠換熱量不足。流量加大促使流

10、速加快，很容易形成水錘，促使蒸汽設(shè)備損壞。 下圖為蒸汽主管道末端疏水。,,11,11,4.蒸汽支管設(shè)計 當(dāng)蒸汽主管分出幾條支路時，應(yīng)采用“管道上勾管”，這樣可以防止冷凝水進(jìn)入蒸汽設(shè)備，保證當(dāng)設(shè)備開啟時壓力不會有太大變化，能夠防止水錘的產(chǎn)生。 下圖為蒸汽支管設(shè)計圖。,,12,12,5.疏水器的選擇 (1).疏水器的種類 總共有五種疏水閥： 1) 熱動力式

11、 2) 波紋管恒溫（熱靜力）式 、 3) 雙金屬式、 4) 浮球式、 5) 倒吊桶式。 其中浮球式疏水閥分為2種：半浮球式（性能較好） 、 自由浮球 式。 (2).各種疏水器的工作原理 (實物對照）,,13,1) 熱動力式 熱動力式疏水器的結(jié)構(gòu)圖,13,,14,熱動力疏水閥的性能對

12、比表,,熱動力疏水閥 公稱通徑為15、20、25毫米，結(jié)構(gòu)簡單，造價底，能耐水錘、不怕冷凍，可制成高壓型，用途最為廣泛的其中之一。允許壓差范圍為0.25至42巴，但其排水是間斷的，不適合背壓過高和連續(xù)排水的工況。,,熱動力 時間,,,,,,,,,10—15秒間隔,15,2) 熱靜力式,15,熱靜力疏水閥結(jié)構(gòu)圖,,16,熱靜力式疏水閥的性能對比表,,熱靜力式疏水閥 公稱通徑為15、20

13、毫米，允許壓差范圍為0.5至45巴，最大排量為3184公斤/時，其特點能連續(xù)排水、排空氣，并可以單獨作為排氣閥使用。但其過冷度較大，內(nèi)件耐壓強度較底，不適于制成高壓型，也不耐水擊。,熱靜力 時間,,,,,17,3) 雙金屬式,17,雙金屬疏水閥示意圖,,1,2,3,,,,雙金屬片,鑄鐵、球鐵、碳鋼閥體,不銹鋼閥座及閥桿,,18,18,雙金屬疏水閥的性能對比表,,雙金屬式疏水閥 公稱通徑為15

14、、20、25、32、40、50毫米，允許壓差范圍為1.0至156巴，其特點是能連續(xù)排水，也能很好地排除空氣，結(jié)構(gòu)比較堅固，耐水擊。,雙金屬 時間,,,,,19,4) 浮球式,19,浮球式疏水閥結(jié)構(gòu)圖,熱靜力排空裝置,不銹鋼浮球,鑄鐵、球墨鑄鐵閥體,,,,20,20,浮球式疏水閥工作原理,,1. 開始時，空氣通過熱靜力排空裝置排出；冷凝水進(jìn)入 閥體，使浮球上升，使排空裝置關(guān)閉，空氣無法通過；2.

15、浮球升起，排水閥打開，排空閥關(guān)閉，冷凝水以飽和 溫度排出；3. 蒸汽到達(dá)疏水閥，浮球下降，閥門關(guān)閉。,熱靜力排空閥,21,21,浮球式疏水閥的性能對比表,,浮球式疏水閥 公稱通徑為15、20、25、40、50、65毫米,允許壓差范圍為0.02至46巴，最大排量為33000公斤/時，其特點是能連續(xù)排水，且排量大，用途廣泛，過冷度可認(rèn)為是零。但因其內(nèi)件球體是空心的，所以不耐水擊，體積也略大。,浮球

16、 時間,,,,22,5)倒吊桶式,22,倒吊桶式疏水閥結(jié)構(gòu)圖,,,不銹鋼內(nèi)部件與閥蓋相連，減化維修,,螺紋連接,,內(nèi)置不銹鋼過濾網(wǎng),,水封,,可選排污閥型號,23,23,倒吊桶疏水閥的性能對比表,,倒吊桶疏水閥 公稱通徑為15、20、25、40毫米，允許壓差范圍為0至17巴，最大排量為2000公斤/時，其特點是，結(jié)構(gòu)簡單，堅固，可制成高壓型，且耐水擊，排量也較大，但其體積也較大。,,倒吊桶

17、 時間,,,,,,,,,24,3 蒸汽壓力控制,一.為什么用蒸汽減壓閥,“高壓輸送，低壓使用”,,,二.蒸汽減壓閥的一般原理一般的減壓閥：“增速減壓”，減壓閥及減壓閥下游口徑不變。 先進(jìn)的減壓閥：“擴(kuò)容減壓”，減壓閥比上游管徑小，下游管徑比上游管徑大。,25,,三.蒸汽減壓閥的優(yōu)點 熱量總值不變，能使蒸汽更加干燥。提高蒸汽品質(zhì)，提高蒸汽設(shè)備的換熱效率。,四.蒸汽減壓閥的種類 1. 自力

18、式減壓閥 2. 先導(dǎo)式減壓閥 3. 隔膜式減壓閥 4. 電動控制減壓閥 5. 氣動控制減壓閥,26,26,,1. 自力式減壓閥 自立式減壓閥的結(jié)構(gòu)圖,,,,,,壓力調(diào)節(jié)桿,壓力調(diào)節(jié)彈簧,不銹鋼閥座及閥桿,鑄鐵閥體，螺紋連接,壓力密封隔膜片,27,當(dāng)高壓蒸汽P1進(jìn)入減壓閥，通過調(diào)整壓力調(diào)節(jié)桿，調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)彈簧，使出口壓力P2達(dá)到設(shè)定的壓力，從而達(dá)到減壓的目的。,1.

19、自力式減壓閥 自立式減壓閥工作原理,P1,,,P2,28,28,2. 先導(dǎo)式減壓閥 先導(dǎo)式減壓閥的結(jié)構(gòu)圖,,,,,,,經(jīng)過改良的導(dǎo)閥連接銅管,不銹鋼閥座和閥芯,不銹鋼回復(fù)彈簧,過濾器帶除污功能,,導(dǎo)閥安裝位置,,結(jié)實堅韌的球墨鑄鐵閥體,主閥隔膜片,自清潔閥桿,,,P1,P2,,壓力控制管,,下游壓力感應(yīng)管,,壓力調(diào)節(jié)頭,,導(dǎo)閥頭及閥座,,主閥膜片,控制孔,,先導(dǎo)式減壓閥工作原理,,29,29,3.

20、 隔膜式減壓閥 隔膜式減壓閥工作原理,,,,,,,,,鑄鐵、球鐵、碳鋼閥體，法蘭連接,壓力調(diào)節(jié)彈簧,不銹鋼閥芯、閥座,平衡波紋管組件,彈簧擋板,隔膜罐,,,,,,P1,P2,減壓閥,,,,水封罐,30,4. 電/氣動控制減壓閥 電/氣動控制減壓閥,,,,,,,ARI-Premio型電動閥 ARI電動執(zhí)行器,德國ARI氣動控制閥,氣動執(zhí)行器及定位器,此類產(chǎn)品的特點是動作靈敏

21、，控制精度高，適合于蒸汽負(fù)荷劇烈變化的場合和上游壓力變化較大時。,31,31,5.各種減壓閥的性能比較,,,,,,,,32,4 系統(tǒng)原理示意圖,32,,疏水閥,鍋爐,,給水泵,控制閥,分配間蒸汽分汽缸,凝結(jié)水泵,回收處理,鍋爐使用,除渣系統(tǒng),33,凈化空調(diào),,新風(fēng)口,初效過濾器,表冷器,,,馬達(dá),,,,,中效過濾器,蒸電加熱,出風(fēng)口,凈化車間,,,,回風(fēng)口,,,,,,,凈化車間溫濕度范圍：溫度：18℃—28℃、濕度：45%—65