閥門基礎理論5

泵與閥門之閥門課件主講人：王虎目錄第一章閥門概述第二章GNPS常用核閥簡介第三章閥門的驅動裝置第四章核閥的識別標志（RIN）第二章GNPS常用核閥簡介2.1截斷閥類2.2自調閥類2.3調節(jié)閥類2.4安全閥2.5疏水閥2.6高溫、高壓閥2.7動力管道閥門使用中的問題2.5疏水閥在蒸汽系統(tǒng)中，蒸汽管線中熱蒸汽的潛熱被釋放而凝結成水即凝結水，凝結水沿管內壁集聚在底部,并且會越集越多。2.5疏水閥影響：高速傳輸的蒸汽與凝結水相遇就會產生“水波”。如果形成足夠的凝結水，高速流動的蒸汽就會推著凝結水一起運動，產生一個危險的水頭，并且在液體的滾動中越來越大，它可以對任何改變汽水混合流方向的管件、調節(jié)閥、三通、彎頭、盲板法蘭產生嚴重的沖擊。凝結水的存在使得蒸汽“濕度”增加，比重增大，并加重了沖刷金屬表面的程度，水分的增加也加大各種管件銹蝕的機會。熱蒸汽與失去了汽化潛熱的凝結水相遇時，會產生另一種水擊，叫“熱沖擊”。另外系統(tǒng)中還會混雜空氣和不可凝結的氣體，這些氣體在熱力系統(tǒng)中對設備也會造成一定的破壞（腐蝕或氣錘），同時還會降低蒸汽使用設備的運轉效率。2.5疏水閥疏水器作為一種節(jié)能裝置，它最基本的原理就是利用蒸汽和水的重量差和溫度差來實現疏水的目的。它最重要的功能有以下三個方面：能迅速排除產生的凝結水。防止蒸汽泄漏。排除空氣及其他不可凝結氣體。2.5疏水閥分類：1按啟閉件的驅動方式分類蒸汽疏水器可分為三類，即由凝結水液位變化驅動的機械型蒸汽疏水器；由凝結水溫度變化驅動的熱靜力型疏水器；由凝結水動態(tài)特性驅動的熱動力型蒸汽疏水器。2.5疏水閥（1）機械型蒸汽疏水器密閉浮子式疏水器開口向上浮子式疏水器開口向下浮子式疏水器2.5疏水閥（2）熱靜力型疏水器蒸汽壓力式疏水器雙金屬片式或熱彈性元件式疏水器液體或固體膨脹式蒸汽疏水器2.5疏水閥（3）熱動力型蒸汽疏水器圓盤式蒸汽疏水器脈沖式蒸汽疏水器迷宮或孔板式蒸汽疏水器2.5疏水閥2按結構形式分類

（1）機械型蒸汽疏水器浮桶式蒸汽疏水器差壓式雙閥瓣浮桶式蒸汽疏水器倒吊桶式蒸汽疏水器自由半球式蒸汽疏水器自由浮球式蒸汽疏水器杠桿浮球式蒸汽疏水器2.5疏水閥（2）熱靜力型疏水器浮紋管式蒸汽疏水器雙金屬式蒸汽疏水器膜盒式蒸汽疏水器隔膜式蒸汽疏水器2.5疏水閥（3）熱動力型蒸汽疏水器圓盤式蒸汽疏水器脈沖式蒸汽疏水器孔板式蒸汽疏水器2.5疏水閥在核電站里，主要應用的疏水器有：倒置桶型蒸汽疏水器、浮球型疏水器、受控圓盤型疏水器、熱靜力型蒸汽疏水器、雙金屬疏水器等。2.5.1倒置桶型蒸汽疏水器1.疏水器的構成:倒置桶型蒸汽疏水器主要由閥蓋、聯接裝置、閥體、閥芯、閥座、浮桶組成。2.5.1倒置桶型蒸汽疏水器2.5.1倒置桶型蒸汽疏水器2.疏水器的動作原理:這種疏水器是根據蒸汽和水的熱態(tài)比重不同來實現自動調節(jié)疏水量。2.5.1倒置桶型蒸汽疏水器1）將倒置桶式疏水器安裝在熱蒸汽管路下方與凝結水集管之間。在蒸汽管路啟動階段，因蒸汽參數低(濕度高),加上暖管冷卻,會產生大量的凝結水,汽水混合物通過接管從倒置桶下部進入疏水器,由于這時凝結水中蒸汽含量較少,在倒置桶頂部產生的浮力不足于克服吊桶的自重,因此，疏水排放閥門全開。凝結水充滿閥體，淹沒桶體，通過排放閥排出凝結水。2.5.1倒置桶型蒸汽疏水器2）隨著蒸汽參數的提高,凝結水量減少，汽水混合物中的蒸汽含量增加,在達到疏水器倒置桶上產生了一個浮力區(qū),蒸汽含量越大產生的浮力越大,大到足以克服倒置桶自重時吊桶上浮，直至上浮到排放閥門關閉，從而保證了合乎標準參數的蒸汽不再流失?？諝夂筒荒Y氣體則通過倒置桶的排氣小孔，在倒置桶上浮的過程中，隨凝結水一同排出。2.5.1倒置桶型蒸汽疏水器2.5.1倒置桶型蒸汽疏水器3）正常運行階段，由于管道散熱和疏水器倒置桶頂部蒸汽區(qū)的冷卻凝結，,凝結水數量增加，溫度降低，蒸汽浮力減小,倒置桶由于自重而下降，疏水排放閥門開啟，凝結水充滿閥體，通過全開排放閥排出凝結水。4）蒸汽管道及時排出凝結水后，工質溫度升高,濕度減小，混合汽體中蒸汽含量增大，新的一個周期又開始了。2.5.1倒置桶型蒸汽疏水器2.5.2浮球式蒸汽疏水器1.疏水器的構成:浮球式蒸汽疏水器主要由浮球、連桿、一套主疏水系統(tǒng)的閥芯/閥座、一套熱力疏水系統(tǒng)的閥芯/閥座。浮球疏水器芯/閥座開關控制主凝結水，熱力疏水器芯/閥座開關控制不可凝混合氣體。2.5.2浮球式蒸汽疏水器2.5.2浮球式蒸汽疏水器2.工作原理浮球型疏水器是一種利用工質比重差異和溫度變化進行工作的機械式疏水器。它依據杠桿原理,一端被鉸鏈定位，一端隨浮球上下移動而打開或關閉主疏水器。為了防止空氣和不可凝氣體堵在浮球室上方排不出去而影響疏水器的正常工作,在浮球室的上方設有排氣口,排出這些氣體。當蒸汽管道的凝結水進入疏水器，達到一定高度的時候，浮球抬起，帶動主疏水器打開，排放出凝結水。浮球室水位下降,浮球下降,關閉主疏水器。浮球室溫度上升,當達到水的飽和溫度時,熱力疏水器漲長,關閉排氣閥,防止蒸汽過量流失。2.5.2浮球式蒸汽疏水器（1）在蒸汽管路啟動階段，因蒸汽參數低(濕度高),加上暖管冷卻,會產生大量的凝結水,汽水混合物注入疏水器的浮球室,達到一定高度的時候，浮球推起，帶動主疏水器打開，排放出凝結水。此時浮球室溫度不高,熱力排氣閥全開,空氣和不可凝氣體連續(xù)排放。（2）隨著蒸汽參數提高,凝結水量減少,主疏水器隨水位的降低而下降,直至關閉主疏水器。熱靜力排氣閥也隨溫度的上升而向關閉方向發(fā)展，當達到水的飽和溫度時,熱力疏水器關閉排氣閥,防止蒸汽過量流失。2.5.2浮球式蒸汽疏水器（3）正常運行階段,由于管道散熱和疏水器汽腔內溫度下降,凝結水數量增加，打破了上一個熱力平衡,浮球抬起，主疏水器排出凝結水,熱力排氣閥打開,新進來的混在凝結水中的空氣和不可凝結氣體排走。（4）蒸汽管道排出凝結水后,工質溫度升高,濕度減小,疏水器汽腔內溫度上升,將迎來新的一個熱力平衡。2.5.2浮球式蒸汽疏水器2.5.3受控圓盤式蒸汽疏水器1.疏水器的構成:受控圓盤式蒸汽疏水器主要由閥體、閥蓋、圓盤(閥芯)、閥座等部件組成,閥芯水平放置在閥座上，閥蓋與閥體形成密閉的壓力腔室。2.5.3受控圓盤式蒸汽疏水器2.5.3受控圓盤式蒸汽疏水器2.受控圓盤型疏水器動作原理:圓盤型疏水器是一種以流質速度,引起凝結水發(fā)生一系列的熱力狀態(tài)和各局部的壓力變化，自動調節(jié)和排放凝結水的設備；工質狀態(tài)的變化取決于圓盤室內壓力的變化。2.5.3受控圓盤式蒸汽疏水器（1）在蒸汽管路啟動階段，蒸汽參數低,大量的凝結水和空氣通過熱端口進入疏水器。由于凝結水中的蒸汽含量較少,流速不快(尤其是轉向方面),在進出端壓差的作用下,流體使圓盤從C區(qū)抬起，打開進口孔，使得凝結水和空氣通過出口B區(qū)排出。(圖①)

2.5.3受控圓盤式蒸汽疏水器（2）隨著凝結水中的蒸汽含量增加,熱凝結水通過圓盤下表面時的速度加快;會有部分凝結水再次蒸發(fā),在出口區(qū)形成了一個低壓區(qū),其結果是使圓盤靠向D區(qū)閥座,圓盤上方壓力隨低壓絕對值的增加而升高(圖②)。2.5.3受控圓盤式蒸汽疏水器（3）圓盤關閉了出口，進口熱凝結水(高溫)使圓盤上方的壓力繼續(xù)上升,當達到水的飽和溫度時,圓盤完全壓下和外環(huán)閥C座接觸,防止了新鮮蒸汽的過量損失,阻隔了圓盤上方D的壓來源(圖③)。2.5.3受控圓盤式蒸汽疏水器（4）隨著圓盤上D區(qū)混合凝結水的冷卻使得圓盤上方的壓力降低及疏水器進口因蒸汽氣管道的凝結水增多,進口流體重新推起圓盤,開始了下一個循環(huán)(圖④)。2.5.4熱靜力型蒸汽疏水器1.疏水器的構成:熱靜力型蒸汽疏水器主要由閥蓋、本體、閥芯、閥座和熱感溫波形驅動裝置2.5.4熱靜力型蒸汽疏水器2.5.4熱靜力型蒸汽疏水器2.疏水器的工作原理:熱感溫波形驅動裝置內部灌有象酒精/汞等熱敏感液體,當感溫器與蒸汽混合物接觸時,它就會迅速膨脹,帶動閥芯向閥座移動,減小疏水器的排放量,當凝結水溫度低時,它就會迅速收縮,帶動閥芯向離開閥座方向移動,增加疏水器的排放量,這種蒸汽疏水器是以汽水混合蒸汽的溫度變化動作的,而這種溫度的變化又是遵循蒸發(fā)壓力熱力準則的。壓力平衡波紋管型和膜盒型。2.5.4熱靜力型蒸汽疏水器壓力平衡波紋管型（1）在蒸汽管路啟動階段，蒸汽參數低,大量的凝結水使的其溫度較低,熱靜力感溫波紋管基本完全收縮,凝結水和空氣經進口直接通過疏水器。（2）隨著蒸汽參數提高,凝結水量減少,蒸汽含量增加,其溫度升高進入疏水器后,熱感溫波紋管被迅速加熱，其內部蒸發(fā)壓力增加，總體開始伸長,閥芯向閥座方向移動,疏水量減少。當蒸汽溫度達到設計溫度(凝結水含量最少)時,波紋管熱膨脹伸至閥座，阻斷新蒸汽的繼續(xù)流失。（3）正常運行階段,由于管道散熱和疏水器內的蒸汽冷卻凝結,凝結水數量增加,溫度降低,熱感溫波紋管就會收縮,帶動閥芯離開閥座,及時排出疏水器內的凝結水,維持蒸汽管路工質的標準參數。2.5.4熱靜力型蒸汽疏水器2.5.4熱靜力型蒸汽疏水器膜盒型膜盒型熱力疏水器的膜盒充填了部分感溫液體。隨著疏水器內部溫度的升高，充液膜盒被加熱，增加了內部蒸發(fā)壓力，當感溫膜盒內部壓力超過周圍蒸汽壓力時，膜盒片被壓向閥座,當蒸汽溫度達到設計溫度(凝結水含量最少)時,波紋管熱膨脹伸至閥座，阻斷新蒸汽的繼續(xù)流失。當凝結水數量增加,溫度降低,感溫膜盒就會收縮,帶動閥芯向離開閥座方向移動,及時排出疏水器多余的凝結水,維持蒸汽管路工質的標準參數。2.5.5雙金屬蒸汽疏水器1疏水器的構成:雙金屬蒸汽疏水器主要由閥蓋、閥體、閥芯、閥座、閥桿、熱敏感金屬驅動裝置，過濾網，閥位調整螺栓等組成。2.5.5雙金屬蒸汽疏水器2.5.5雙金屬蒸汽疏水器疏水器的工作原理:熱敏感金屬驅動裝置是由敏感金屬制成星形,這種金屬片在受熱后向一個方向彎曲(也有把兩種膨脹系數不同的金屬片做成一片的,當受熱后因膨脹長度不一致,取得向一個方向彎曲的)。把制成的星形片反向疊放在一起,汽水混合物溫度較低時,兩層星片平展度變化不大，聯帶排放閥打開,凝結水排走。隨著汽水混合物溫度不斷升高,兩熱敏感星片中間就會鼓起,帶動閥芯向閥座移動,減小疏水排放量,當達到水的飽和溫度時,敏感星片中間鼓起最大,關閉排放閥,阻隔新蒸汽過量流失。2.5.5雙金屬蒸汽疏水器2.5.6疏水閥的選擇選用疏水閥的步驟：首先根據生產工藝要求和特點，確定疏水閥的類型。在確定疏水閥的類型后，再計算出進出口最大壓差和最大排水量，用這些參數在該類疏水閥最大壓差—最大排水量曲線圖上差得相應規(guī)格大小的疏水閥。2.5.7疏水閥的安裝要求詳見教材68-69頁2.6高溫、高壓閥1閥體的形狀及構造閥體的形狀及構造是根據高溫、高壓來設計得，所以它的壁厚比一般閥門要厚得多，零部件也比較笨重，構造上也做了相應的改造。2高溫、高壓閥的材料閥體常用為合金鋼或高溫耐熱鋼；閥瓣用的材料是司太立合金；閥桿常用的材料為不銹鋼和高溫耐熱鋼；彈簧用的材料為含15%鉻和35%鎳的不銹鋼。2.6高溫、高壓閥3高溫、高壓閥的密封閥座與閥瓣的密封配合，采用耐高壓鏡面密封；閥桿密封主要采用填料密封，所用填料是由耐高溫的石棉纖維為主的混合材料制成。4高溫、高壓閥的連接高溫、高壓閥接管的連接方法主要有兩種：螺紋連接；焊接連接。2.7動力管道閥門使用中的問題2.7.1密封面損傷2.7.2啟閉力2.7.3水錘現象2.7.1密封面損傷密封面損傷的原因：啟閉閥門時過猛，使密封面擦傷；由于機械或水力沖擊的原因，引起啟閉件的敲擊現象；不適合作調節(jié)的閥門用于節(jié)流；流體含有懸浮雜質；進出口壓差過大；流體氣蝕、化學腐蝕、沖蝕。2.7.1密封面損傷防止密封面損傷的措施：不要用截斷閥門來調節(jié)流量；啟閉時要盡可能的緩啟緩閉；對止回閥等當流體推力不足時，需現場監(jiān)聽；保證閥門傳動機械的