噴水型減溫減壓器分體式結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析
介紹了鍋爐供熱系統(tǒng)噴水減溫減壓器在應(yīng)用中存在的問(wèn)題,分析了故障產(chǎn)生的原因,提出了減溫減壓器結(jié)構(gòu)改進(jìn)方法,論述了分體式減溫器的設(shè)計(jì)方法。
1、概述
減溫減壓器是鍋爐供熱系統(tǒng)的主要調(diào)溫部件,又是重要的承壓部件。因此,在石油煉化、冶金化工等行業(yè),保證其安全可靠運(yùn)行,對(duì)整臺(tái)鍋爐供熱系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有十分重要的意義。目前,減溫減壓裝置主要分為一體式和分體式兩種結(jié)構(gòu),本文闡述了某公司使用一體式減溫減壓器存在的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)故障進(jìn)行分析,將減溫減壓器的一體式結(jié)構(gòu)改造為分體式結(jié)構(gòu),保證了設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行,取得了較好的效果。
2、噴水減溫減壓器的工作原理
噴水減溫減壓器的進(jìn)口一般流入的是過(guò)熱蒸汽,在蒸汽流經(jīng)減溫減壓閥或減溫器過(guò)程中,過(guò)熱蒸汽首先通過(guò)減壓閥或節(jié)流孔板,通過(guò)節(jié)流來(lái)實(shí)現(xiàn)壓力的降低。而后過(guò)熱蒸汽將噴水完全汽化,減溫水從蒸汽中吸收熱量而蒸發(fā),在減溫器出口處形成過(guò)熱度較小的蒸汽。
3、問(wèn)題分析
原減溫減壓裝置主要由一體式減溫減壓閥( 圖1) 構(gòu)成。該閥主要有閥體、閥芯軸、節(jié)流套筒組件、減溫水管和智能型執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成。
圖1 一體式減溫減壓閥
蒸汽由進(jìn)口進(jìn)入套筒內(nèi)腔,同時(shí)減溫水從環(huán)形噴嘴噴出,在套筒內(nèi)腔與過(guò)熱蒸汽混合,減溫水從蒸汽中吸收熱量,減溫后的氣體經(jīng)節(jié)流孔( 節(jié)流套筒上環(huán)向分布有節(jié)流孔) 流出減溫減壓閥。一體式減溫減壓裝置安裝后,僅經(jīng)過(guò)1 個(gè)多月的運(yùn)行,便發(fā)生了設(shè)備無(wú)法正常使用現(xiàn)象,套筒開(kāi)裂或龜裂,閥軸表面出現(xiàn)凸凹不平。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析,當(dāng)過(guò)熱蒸汽流入節(jié)流套筒內(nèi)腔時(shí),減溫同時(shí)水滴撞向套筒內(nèi)腔,高溫狀態(tài)的套筒內(nèi)表面與水滴接觸時(shí),由于水滴溫度相對(duì)于過(guò)熱蒸汽的溫度較低,加之水滴放熱系數(shù)較大,結(jié)果套筒內(nèi)壁接觸水滴處急劇冷卻收縮,產(chǎn)生拉應(yīng)力,當(dāng)水滴蒸發(fā)后,接觸處的溫度又恢復(fù)為原來(lái)運(yùn)行的溫度。當(dāng)冷卻水滴再次撞擊時(shí),發(fā)生相同的過(guò)程,如此往復(fù),節(jié)流套筒內(nèi)腔表面產(chǎn)生交變熱應(yīng)力,在交變熱應(yīng)力作用下,套筒材料產(chǎn)生了疲勞裂紋,導(dǎo)致套筒開(kāi)裂( 圖2) 。
圖2 套筒開(kāi)裂
4、結(jié)語(yǔ)
經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的運(yùn)行,證明了改進(jìn)后的減溫器克服了原減溫減壓閥在高溫下過(guò)熱蒸汽與減溫水的交變熱應(yīng)力影響。分體式減溫減壓器具有維修方便,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造成本低,結(jié)構(gòu)緊湊,沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件,減少磨損和維護(hù),笛型噴管易于更換的優(yōu)點(diǎn)。過(guò)熱蒸汽經(jīng)過(guò)笛型噴管處,在其后面形成渦街,蒸汽將產(chǎn)生更劇烈的湍流,使水滴在蒸汽中停留的時(shí)間增加,減溫水汽化效果增加,減溫效果增加且吸收距離短,減溫管的安裝長(zhǎng)度將大大縮短,節(jié)約成本。