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題。通過對(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)口一般流入的是過熱蒸汽,在蒸汽流經(jīng)減溫減壓閥或減溫器過程中,過熱蒸汽首先通過減壓閥或節(jié)流孔板,通過節(jié)流來實(shí)現(xiàn)壓力的降低。而后過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熱度較小的蒸汽。
3、問題分析
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1 個(gè)多月的運(yùn)行,便發(fā)生了設(shè)備無法正常使用現(xiàn)象,套筒開裂或龜裂,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)致套筒開裂( 圖2) 。
圖2 套筒開裂
4、結(jié)語
經(jīng)過幾個(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)。過熱蒸汽經(jīng)過笛型噴管處,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。