喷水型减温减压器分体式结构的设计与分析

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)河南泉舜流体控制科技有限公司 作者:李广军

  介绍了锅炉供热系统喷水减温减压器在应用中存在的问题,分析了故障产生的原因,提出了减温减压器结构改进方法,论述了分体式减温器的设计方法。

1、概述

  减温减压器是锅炉供热系统的主要调温部件,又是重要的承压部件。因此,在石油炼化、冶金化工等行业,保证其安全可靠运行,对整台锅炉供热系统安全、经济运行具有十分重要的意义。目前,减温减压装置主要分为一体式和分体式两种结构,本文阐述了某公司使用一体式减温减压器存在的问题。通过对现场故障进行分析,将减温减压器的一体式结构改造为分体式结构,保证了设备长期运行,取得了较好的效果。

2、喷水减温减压器的工作原理

  喷水减温减压器的进口一般流入的是过热蒸汽,在蒸汽流经减温减压阀或减温器过程中,过热蒸汽首先通过减压阀或节流孔板,通过节流来实现压力的降低。而后过热蒸汽将喷水完全汽化,减温水从蒸汽中吸收热量而蒸发,在减温器出口处形成过热度较小的蒸汽。

3、问题分析

  原减温减压装置主要由一体式减温减压阀( 图1) 构成。该阀主要有阀体、阀芯轴、节流套筒组件、减温水管和智能型执行机构等组成。

喷水型减温减压器分体式结构的设计与分析

图1 一体式减温减压阀

  蒸汽由进口进入套筒内腔,同时减温水从环形喷嘴喷出,在套筒内腔与过热蒸汽混合,减温水从蒸汽中吸收热量,减温后的气体经节流孔( 节流套筒上环向分布有节流孔) 流出减温减压阀。一体式减温减压装置安装后,仅经过1 个多月的运行,便发生了设备无法正常使用现象,套筒开裂或龟裂,阀轴表面出现凸凹不平。针对现场出现的故障进行分析,当过热蒸汽流入节流套筒内腔时,减温同时水滴撞向套筒内腔,高温状态的套筒内表面与水滴接触时,由于水滴温度相对于过热蒸汽的温度较低,加之水滴放热系数较大,结果套筒内壁接触水滴处急剧冷却收缩,产生拉应力,当水滴蒸发后,接触处的温度又恢复为原来运行的温度。当冷却水滴再次撞击时,发生相同的过程,如此往复,节流套筒内腔表面产生交变热应力,在交变热应力作用下,套筒材料产生了疲劳裂纹,导致套筒开裂( 图2) 。

喷水型减温减压器分体式结构的设计与分析

图2 套筒开裂

4、结语

  经过几个月的运行,证明了改进后的减温器克服了原减温减压阀在高温下过热蒸汽与减温水的交变热应力影响。分体式减温减压器具有维修方便,结构简单,制造成本低,结构紧凑,没有运动部件,减少磨损和维护,笛型喷管易于更换的优点。过热蒸汽经过笛型喷管处,在其后面形成涡街,蒸汽将产生更剧烈的湍流,使水滴在蒸汽中停留的时间增加,减温水汽化效果增加,减温效果增加且吸收距离短,减温管的安装长度将大大缩短,节约成本。

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