ボイラー給水バルブの選択は、1 つの制御バルブの決定としてではなく、システムとして検討する必要があります。一般的な給水トレインには、ポンプ保護または最小流量再循環、ポンプ吐出逆止弁、隔離弁、始動制御弁または主給水調整器、およびボイラー/エコノマイザ側の隔離または逆止機能が含まれる場合があります。正確な配置は植物によって異なります。始動時には、深刻なキャビテーションのリスクを伴う低流量、高差圧状態が生じる可能性がありますが、通常の負荷では、より低いバルブ圧力降下ではるかに高い流量が必要となる場合があります。逆止弁は有害な逆流を防止する必要があり、隔離弁は信頼性の高い遮断を提供する必要があり、制御弁はパイプのサイズだけではなく動作範囲全体に合わせたサイズにする必要があります。
電力と蒸気・給水システムの監査
ボイラー給水弁の選択: 制御弁、隔離弁、逆止弁
給水は高温の加圧液体で、ポンプのエネルギーをボイラーに運びます。このシステムのバルブは、ポンプの保護、逆流の停止、機器の隔離、ボイラー水の流れの調整など、さまざまな役割を果たします。それらを交換可能なものとして扱うと、回避可能なキャビテーション、ウォーターハンマー、シャットオフ、および制御性の問題が発生します。
給水システムトレイン — 位置別のバルブ機能
正確な配管配置は、ボイラーのタイプ、プラントの設計、および EPC の哲学によって異なります。以下の簡略化されたトレインは機能マップであり、ユニバーサル P&ID ではありません。
逆流防止
シャットオフ/メンテナンス
始動・本規制
システムルール: 承認されたプロジェクトの P&ID、ポンプ要件、ボイラー設計を使用します。再循環分岐、逆止弁の位置、または隔離配置は、技術的な確認なしに一般的な図からコピーしてはなりません。
ボイラー給水が普通の水道ではない理由
高いポンプエネルギー
給水ポンプは液体をボイラー システムに入るのに必要な圧力まで上昇させるため、選択されたバルブ位置では大きな圧力降下が発生する可能性があります。
高温加圧液体
給水はシステム圧力下では液体のままですが、バルブによる局所的な圧力低下によりキャビテーションが発生したり、より厳しい条件ではフラッシングが発生したりする可能性があります。
広い動作範囲
始動時、最小負荷、および通常のプラント負荷では、調整弁に非常に異なる流量および差圧条件が課される可能性があります。
デューティステーションA
給水ポンプ最小流量/再循環バルブ
遠心給水ポンプは、不安定な低流量動作、過度の内部加熱、ポンプの損傷を避けるために、最小限の流量を必要とする場合があります。プロセス需要がその制限を下回る場合、再循環分岐はポンプ吐出口から承認された上流点に向かって流れを戻すことができます。
| 機能 | 主なリスク | 選択データ |
|---|---|---|
| ポンプの最小流量要件を維持します。 | 高い液体ΔP、キャビテーション、エロージョン、振動。 | 必要な再循環流量、P1、P2、温度、ラインサイズ、遮断要件、およびポンプの動作原理。 |
値がポンプまたは承認されたシステム設計に由来する場合を除き、一般的なパーセンテージから必要な再循環流量を計算しないでください。
デューティステーションB
ポンプ吐出逆止弁：逆流防止
給水逆止弁は、下流圧力がポンプ吐出圧力を超えた場合、またはポンプがトリップした場合に、ポンプおよび上流機器を保護します。高圧サービスでは、静圧定格と同様に閉鎖ダイナミクスが重要です。
必要な機能
- 持続的な逆流を防ぎます。
- 許容可能な圧力損失で通常の給水流を通過させます。
- 予想される順流範囲全体にわたって安定した状態を維持します。
- 配管システムと互換性のあるダイナミックな動作で閉じます。
これらの仮定を避ける
- 「最速でクロージングすることが常に最善です。」
- すべてのスイング、軸方向または補助逆止弁は同じように動作します。
- 静圧クラスは過渡的な適合性を証明します。
- 呼び径だけで選定できます。
ポジティブクローズのボイラー給水逆止弁は、特に高圧給水サービス用に存在しますが、必要な閉鎖応答は一般的な規則ではなく、実際のポンプと配管の過渡状態に一致する必要があります。
デューティステーションC
遮断バルブ: 規制から遮断を分離
承認された操作手順が許可する場合、隔離バルブを使用すると、給水ポンプ、制御バルブ、またはボイラー側の機器を使用から外すことができます。彼らの義務は停止であり、継続的なプロセス調整ではありません。
| オープンポジション抵抗が低いことが重要ですか? | フルボア絶縁がプロジェクト標準に適合する場合は、ゲート バルブを検討できます。 |
| 手動スロットルが必要ですか? | グローブ バルブは、ゲート バルブよりも適切に選択された手動スロットルを処理できますが、適切なサイズの自動制御バルブに代わるものではありません。 |
| 高圧・高温絶縁? | 圧力温度定格、ボンネット構造、ボディ材質、トリム、パッキン、エンド接続を確認してください。 |
| 作動ブロックバルブ? | パイプサイズのみではなく、指定された差圧および動作機能に応じたトルクまたは推力のサイズを決定します。 |
該当する場合は、 プレッシャーシールゲートバルブ 考えられる高圧絶縁ソリューションの 1 つとして。
デューティステーションD
給水制御弁: 始動時と通常負荷は別の問題です
始動時には、低い供給水流量と調整バルブ両端の非常に高い差圧を組み合わせることができますが、通常の負荷では、より低いバルブ圧力降下ではるかに高い流量が必要になる場合があります。この違いにより、1 つのバルブで十分なのか、それとも始動バルブとメインレギュレーターバルブを別々に設置することが正当なのかが決まります。
スタートアップ
低流量・高ΔP
- 細かい流量制御
- より高いキャビテーション強度
- 必要な Cv/Kv が小さい
- バルブが大きすぎると低トラベルの問題が発生する可能性があります
- トリムは始動時の圧力降下を許容する必要があります
通常 / 高負荷
高流量・低バルブΔP
- より高い必要容量
- 安定したレベルまたは流量制御
- 有用な通常動作の移動量
- 許容圧力損失
- 2つのバルブを使用する始動からのスムーズな移行
一部のシステムでは、全動作範囲に 1 つのバルブを使用します。別の始動バルブとメインレギュレーターを使用するものもあります。決定は、サイジング、予測される移動量、キャビテーションの激しさ、制御戦略、および承認されたプラント設計から行われます。
を参照してください。 ボイラー給水制御弁 そして コントロールバルブのサイズを決める方法.
キャビテーションのレビュー: 圧力損失の管理
給水キャビテーションは、バルブ内の局所静圧が液体蒸気圧を下回り、蒸気キャビティが形成されるときに始まります。その後圧力が蒸気圧を超えて回復すると、キャビティが崩壊し、振動、騒音、トリムの損傷が発生する可能性があります。
アンチキャビテーションまたは段階的トリムは、「ボイラー給水」という言葉だけからではなく、実際の流量ケース、圧力、温度、およびバルブの形状から選択する必要があります。より広範なトリム技術については、を参照してください。 キャビテーションとノイズを低減するためのコントロールバルブトリムオプション.
バルブ機能マトリックス
| ポジション | 一次機能 | 主なリスク | キー選択データ |
|---|---|---|---|
| ポンプ再循環 | 需要が低いときにポンプを保護する | 高ΔP / キャビテーション | 最小流量、P1/P2、T |
| 逆止弁 | 逆流防止 | スラム/トランジェント | 流量範囲、方向、過渡データ |
| 遮断弁 | 機器の遮断 | 漏れ量 / オペレータ負荷 | P/T、ΔP、漏れ、演算子 |
| スタートアップレギュレータ | 低流量始動制御 | 高ΔP / キャビテーション | 最小/始動流量、P1/P2、T |
| メインレギュレーター | 通常負荷レギュレーション | レンジアビリティ/侵食性 | 最小/通常/最大ケース、Cv/Kv、トラベル |
給水バルブのRFQデータ
共通データ
- 培地・給水条件
- 動作圧力と設計圧力
- 動作温度および設計温度
- 線のサイズと終端接続
- 材料要件
- 適用規格
制御/再循環バルブ
- 最小/通常/最大流量
- 各ケースのP1 / P2
- それぞれの場合の温度
- 漏れ要件
- アクチュエータ、信号およびフェイルアクション
逆止弁
- 通常および最小の順流量
- 向き
- 許容圧力損失
- 必要に応じてポンプトリップ/過渡データ
- プロジェクトで指定されている場合の優先タイプ
アイソレーションバルブ
- 最大作動差圧
- 遮断基準
- マニュアル/ギア/アクチュエーター操作
- 開閉業務
- バイパスまたはイコライジング要件が指定されている場合
給水バルブの位置ごとに 1 つの汎用データシートを送信しないでください。 逆止弁、遮断弁、再循環弁、制御弁では必要な情報が異なります。
検査と文書化
検査計画は、選択したバルブ規格、発注書、およびプロジェクトの仕様に従う必要があります。一般的なチェックには、材料記録、寸法検査、圧力テスト、シート漏れテスト、アクチュエータのストローク/フェイルアクションのチェック、指定されているチェックバルブの内部検査、および最終的な出荷保護が含まれます。
関連する技術リソース
技術参考資料
よくある質問
ボイラー給水システムにはどのようなバルブが使用されていますか?
給水システムには、ポンプ再循環制御バルブ、逆止弁、隔離バルブ、始動制御バルブ、および主給水レギュレーターが含まれる場合があります。正確な配置は、プラントの P&ID、ポンプの要件、ボイラーの設計、および運用哲学によって異なります。
ボイラー給水ラインに逆止弁が取り付けられているのはなぜですか?
逆止弁は、下流圧力がポンプ吐出圧力を超えた場合に、給水ポンプまたは上流システムへの逆流を防止します。実際のシステム過渡状態については、その終了ダイナミクスも検討する必要があります。
ボイラー給水制御弁が起動中にキャビテーションを起こすのはなぜですか?
始動時には、供給水流量の低下とバルブ全体での非常に高い圧力降下が組み合わされる場合があります。トリム内の局所的な圧力が水蒸気圧を下回る可能性があり、下流で圧力が回復すると崩壊する蒸気空洞が形成されます。
すべてのボイラー給水システムには個別の起動バルブと主制御バルブが必要ですか?
いいえ。一部のシステムでは全動作範囲にわたって 1 つのバルブを使用しますが、他のシステムではより小さな始動バルブとより大きなメイン レギュレーターを使用します。選択は、サイジング、予測される移動量、キャビテーションの深刻度、およびプラント制御哲学に従う必要があります。
ゲートバルブをボイラー給水制御弁として使用できますか?
ゲートバルブは主に全開・全閉の遮断を目的としており、一般に連続的な精度調整には適していません。給水制御を調整するには、目的に応じて選択された制御弁を使用する必要があります。
ボイラー給水制御弁の見積もりにはどのような情報が必要ですか?
最小、通常、最大流量、各ケースの入口および出口圧力、水温、ラインサイズ、設計圧力と温度、材料要件、漏れ要件、アクチュエータ、信号および故障動作を提供します。
給水逆止弁を選択するにはどのような情報が必要ですか?
ラインサイズ、設計圧力と温度、通常および最小順流量、設置方向、許容圧力損失、およびプロジェクトに必要なポンプトリップまたは過渡データを提供します。
