第二节
分体式减温减压装置

分体式减温减压装置中的减温和减压过程是分开进行的。减压过程通过减压机构的减压阀节流减压来实现；减温过程通过减温机构的喷嘴喷出雾化减温水与蒸汽混合来实现。分体式减温减压装置控制精度高、运行平稳、调节灵敏。

1　减压机构

分体式减温减压装置的减压机构主要由减压阀和节流孔板组成，其减压级数由减压前后蒸汽之间的压差来决定。蒸汽进入减压阀后，减压阀通过执行器带动执行机构将蒸汽的进口压力减至某一特定的压力并使其保持稳定。减压阀往往要求进出口压差必须≥0.2MPa。

减压阀根据是否带有执行机构，可分为自力式减压阀和控制式减压阀。我国早期的减压阀虽然可以基本满足当时国内的工业需求，但是实际上还存在着很多问题，例如：①部分蒸汽管路仍采用自力式减压阀作为减压装置，而自力式减压阀调节精度低，且只适用于低参数工况。如由沈阳第二阀门厂生产的CY43H-16先导活塞式减压阀，只适用于压力≤1.6MPa、温度≤200℃的工况。②控制式减压阀设计水平低。如我国自主设计的PV8228减压控制阀，在高温高压条件下极易发生冲蚀、汽蚀等问题 ，且设计出的减压阀流量调节范围小，蒸汽流量调节比一般只有10∶1。③阀门生产制造水平低。如赵彦修等 对1994年发生在河北某工厂采暖蒸汽管道上的减压阀的爆炸事故进行了调查，发现该减压阀的材料和铸造方式均存在严重缺陷，并指出当年阀门市场抽查合格率仅为32.8%。由此可见，早期的减压阀无法满足当前高温高压、流量变化范围大和减压幅度大的复杂工况 。如今，国内的减温减压装置普遍采用控制式减压阀，以精确控制高压蒸汽出口压力，并且设计制造水平有了巨大的进步。国内应用于减温减压装置的控制式减压阀主要有单柱塞式减压阀、笼罩式减压阀和双座式减压阀三类，其主要结构特点与性能参数方面的具体情况如下。

单柱塞式减压阀的结构形式 如图1-2所示。该类减压阀一般应用于工作压力≥10MPa、工作温度≥540℃的高参数工况，因此一般设计为角式结构 ，且大多采用液压或气动执行机构，启闭速度快；其减压结构采用了单座柱塞加孔板的形式，可有效降低噪声；阀瓣处采用一种特殊的流道结构，可将气流分解成多股梅花状流出，从而避免阀内出现强烈振动；阀体内采用曲线形多孔钟罩，可防止蒸汽直接冲击阀体内表面，延长阀门寿命；阀杆一般设计为较大直径，并且与阀瓣一体，可提高阀杆的强度和抗振性。此外，单柱塞式减压阀的密封性及调节特性相较于双座柱塞式减压阀也更优良。

笼罩式减压阀结构形式 如图1-3所示。笼罩式减压阀通过控制套筒内的阀瓣位置来调节蒸汽压力和流量。相比于单柱塞式减压阀，笼罩式减压阀更适用于较低流量和压力的情况，具有噪声小、精度高等优点。此外，多孔笼罩结构还可起到抑制阀芯处空化的作用 ，其特点在于阀芯由带有节流孔的阀瓣和套筒组成。笼罩式减压阀阀内通常设有多级节流降压结构，该结构在降噪的同时，还起到保护阀座及阀体使其免受冲击的作用，能够延长阀门寿命。根据形式的不同，多级节流降压结构可分为串级式、迷宫盘式、多层套筒式 ，如图1-4所示。

此外，杭州华惠阀门有限公司还自主研发了一种采用单座套筒配合波纹型多孔节流网罩的新型二级减压阀结构。该结构降低了32.15%的最大交变应力，使得阀内密封面的受力状况得到了改善，减少了阀门泄漏量；流量调节范围可达10%~100% 。

双座式减压阀阀内设有两个阀座 ，如图1-5所示。双座式减压阀能在保证阀门工作压差的同时，减小阀内单个阀座的流量，减小单个阀杆阀芯的受力，因此能更好适应高参数工况。相较于单柱塞式结构减压阀，双座式减压阀减少了阀杆处的机械摩擦，降低了阀门噪声，且动作平稳，基本不会出现卡死现象；相较于笼罩式阀芯结构减压阀，双座式减压阀更为简单，其阀芯和阀座在高压下不容易变形。因此双座式减压阀也有着较为广泛的应用。表1-2为上述三种减压阀的优劣对比。

2　减温机构

在减温减压装置中，减温机构将减温水进行雾化形成水雾，与过热蒸汽充分混合以降低蒸汽温度。因此，减温水雾化效果决定了减温机构的减温性能和使用寿命，而减温机构的结构又是影响减温水雾化效果的主要因素。

我国早期的减温机构沿袭了苏联的结构形式，主要由给水分配阀、固定喷嘴、节流装置等组成。这种结构存在较多问题，包括：①固定喷嘴面积不可调，当蒸汽量变化时无法做出相应调整；②喷水量由给水分配阀调节，要求水源压力在一定范围内高于蒸汽压力才能使用；③给水分配阀阀内漏量较大，导致减温减压装置可调比过小，只能在50%~100%负荷工况下使用；④减温水雾化效果差，致使最低可调温度偏高，减温后的蒸汽最低温度只能调到比饱和蒸汽温度高15℃以上 ；⑤结构复杂，体积大，成本高，从制造、安装到后期维修维护都较为困难。

为了解决减温机构中减温水雾化效果差、与过热蒸汽混合不充分等问题，一系列新型减温机构应运而生，这些减温机构根据结构可分为可调雾化喷嘴型减温机构和文丘里喷嘴型减温机构。

可调雾化喷嘴型减温机构可直接安装在蒸汽管道上，减温机构根据入口蒸汽参数的变化，由执行机构控制喷嘴的开度和数量，以精确调节喷水量。喷嘴按流量布置，根据流量的大小逐渐开启，以保证减温水始终以完全雾化的方式喷入蒸汽管道 。可调雾化喷嘴型减温机构根据使用喷嘴的结构形式和数量的不同可分为两种，即可变截面式多喷嘴减温机构和弹簧可调环形喷嘴减温机构。其中可变截面式多喷嘴减温机构流量调节比大，可达20∶1，而弹簧可调环形喷嘴减温机构调节比小，但结构更为简单 。

当喷水量大于蒸汽量的25%，或当减温水压力低至二次蒸汽管线压力0.4MPa时，可采用文丘里喷嘴型减温机构。文丘里喷嘴型减温机构是基于文丘里效应设计的减温机构，其雾化液滴的大小主要取决于气体压力及流量 。文丘里喷嘴型减温机构可以强化减温水的雾化效果，并使减温水与过热蒸汽更好混合。

过热蒸汽流经减温机构渐缩部位时，其流速增加，压力降低，在喉部时流速达到最大值。由于文丘里效应，高速蒸汽产生振动，并强制减温水旋转喷入蒸汽管道，强化了蒸汽与减温水之间的传热和减温水的雾化效果。喷入管道的减温水全部汽化并与蒸汽混合，不会对混合处管道产生冲击，无须安装任何的保护衬垫 。 2XdbfpqMM+Csllkou19XKqqGk3bMI36vwueIyx+Fj7wJCHMtB8hZx2LAD/UX9Cl6