蒸汽調(diào)節(jié)閥選型錯(cuò)誤及其后果
在工業(yè)生產(chǎn)中，調(diào)節(jié)閥被廣泛應(yīng)用于對(duì)蒸汽流量、壓力和工藝溫度、干度、濕度以及容器內(nèi)壓力等參數(shù)的控制，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝要求和生產(chǎn)需要。孚雷德經(jīng)過多年的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用的蒸汽調(diào)節(jié)閥選型錯(cuò)誤非常普遍，這其中以口徑偏大問題最為常見。這里，孚雷德針對(duì)調(diào)節(jié)閥口徑偏大問題與大家進(jìn)行分享。
先來介紹一種簡(jiǎn)單易行的快速判斷方法。當(dāng)控制閥作為蒸汽調(diào)節(jié)閥時(shí)，正確選型的調(diào)節(jié)閥口徑理應(yīng)小于蒸汽管道口徑。至于小幾級(jí)，視實(shí)際工況而定。調(diào)節(jié)閥與管道口徑相同的做法往往不正確。譬如，當(dāng)換熱器供汽管徑為DN80時(shí)，溫度調(diào)節(jié)閥口徑選擇DN80的做法即為錯(cuò)誤之舉（有特別要求而不允許變徑，選擇低Kvs值閥芯的情形例外）。
下面，再來談?wù)務(wù)羝{(diào)節(jié)閥選型口徑偏大的后果。
過度加熱，浪費(fèi)熱能。 對(duì)于加熱型的溫度調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥口徑偏大會(huì)導(dǎo)致溫度控制波動(dòng)大，容易造成過度加熱，引起能源浪費(fèi)。比如，需要把常溫水通過換熱器加熱，在溫度達(dá)到60℃即可滿足工藝要求的情況下，實(shí)際加熱溫度在65℃～70℃波動(dòng)時(shí)，會(huì)造成21.4%的蒸汽浪費(fèi)。
壓力波動(dòng)，浪費(fèi)蒸汽。 壓力調(diào)節(jié)閥口徑偏大會(huì)引起出口壓力波動(dòng)大，實(shí)際生產(chǎn)中往往會(huì)調(diào)高設(shè)定值而使其在高位波動(dòng)。例如，通過換熱器加熱物料到110℃，2barg的蒸汽即可滿足。當(dāng)實(shí)際用汽壓力在2.5～3.0barg波動(dòng)時(shí)，耗汽量必然會(huì)增加。若遇疏水閥漏汽，蒸汽浪費(fèi)量增加25%，而靠閥門直排時(shí)，情況更加嚴(yán)重。對(duì)于蒸汽直噴加熱的工藝，比如土豆剝皮，蒸汽壓力12.0barg即可滿足要求，而實(shí)際壓力在14barg時(shí)，浪費(fèi)蒸汽約8%。
溫度波動(dòng)，降低產(chǎn)品質(zhì)量。 溫度調(diào)節(jié)閥口徑偏大會(huì)引起工藝溫度波動(dòng)大，進(jìn)而影響產(chǎn)品質(zhì)量。比如，某糧食加工企業(yè)，蒸汽管束機(jī)在烘干物料時(shí)存在的物料焦糊和結(jié)疤問題，工藝控制溫度波動(dòng)導(dǎo)致的烘干溫度偏高就是其中重要原因。又如，造紙行業(yè)烘缸表面溫度過高會(huì)引起紙張起翹和變形，還會(huì)導(dǎo)致紙張過度干燥和紙質(zhì)脆化等問題。
流量波動(dòng)，影響工藝。 對(duì)于一些精細(xì)工藝，蒸汽流量的精確控制更加重要。例如，煙草行業(yè)烘絲機(jī)前的HT設(shè)備，主要對(duì)切后煙絲增加溫度與水份，為煙絲的后續(xù)干燥加工創(chuàng)造條件。HT設(shè)備的供汽調(diào)節(jié)閥因選型過大而使得蒸汽流量波動(dòng)大，會(huì)導(dǎo)致烘絲機(jī)干燥控制過程工作不穩(wěn)定和烘絲機(jī)出口水份波動(dòng)較大等問題。
壓力不穩(wěn)，安全閥起跳。 有時(shí)根據(jù)需要在蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥出口裝有安全閥，目的是在壓力調(diào)節(jié)閥失靈而出口壓力過高時(shí)泄壓，以保護(hù)下游管道和設(shè)備安全。如果蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥口徑過大，其出口壓力不穩(wěn)定，有時(shí)會(huì)觸發(fā)安全閥起跳。起跳頻次高的安全閥容易出現(xiàn)卡堵和嚴(yán)重沖蝕問題，導(dǎo)致其無法復(fù)位關(guān)閉而漏汽。
閥門振蕩，壽命縮短。對(duì)于口徑偏大的調(diào)節(jié)閥，閥芯一個(gè)微小的移動(dòng)就會(huì)引起較大流量的變化，而流量的較大變化又會(huì)驅(qū)使閥芯反向相應(yīng)動(dòng)作，如此反復(fù)便會(huì)發(fā)生振蕩。此外，閥門口徑過大使得負(fù)荷相對(duì)偏低，導(dǎo)致閥門長(zhǎng)期工作在閥芯靠近閥座的狀態(tài)，容易引發(fā)抽絲問題。閥門振蕩和抽絲問題都會(huì)加快閥門損壞。
成本提高，費(fèi)用增加。對(duì)于同樣品牌和類型的調(diào)節(jié)閥，通?？趶皆酱髢r(jià)格越高。DN80的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥價(jià)格高出DN50大約20%～45%。一家企業(yè)所有調(diào)節(jié)閥高出的購(gòu)買成本已經(jīng)不是一個(gè)小數(shù)，閥門壽命縮短又會(huì)增加備件投入。另一方面，口徑過大的蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥引起蒸汽壓力和溫度的較大波動(dòng)，用汽設(shè)備熱脹冷縮效應(yīng)和局部應(yīng)力加大，容易導(dǎo)致焊口和密封處泄漏，增加停機(jī)時(shí)間和維修費(fèi)用。