Система снижения давления и пароохлаждения (PRDS) контролирует два различных свойства пара: давление и температуру. Редукционный регулирующий клапан на стороне пара устанавливает давление на выходе, а регулирующий клапан пароохладителя и распыляющей воды снижает температуру пара за счет впрыскивания и испарения охлаждающей воды. Для правильного выбора требуется давление пара на входе и выходе, температура на входе и целевая выходная температура, минимальный/нормальный/максимальный расход пара, давление и температура опрыскивающей воды, диапазон регулирования, пределы шума, геометрия трубопровода, расстояние смешивания, расположение датчика, режим работы привода и условия запуска или низкой нагрузки.
Электроэнергия и пар · Обзор конструкции станции подготовки пара
Выбор парового клапана PRDS: Руководство по системе снижения давления и пароохлаждения
PRDS – это не просто редукционный клапан с подключением к воде. Это скоординированная станция подготовки пара. Снижение давления изменяет термодинамическое состояние пара, в то время как для снижения перегрева используется контролируемый впрыск воды для достижения необходимой температуры на выходе. Поэтому клапанный блок, пароохладитель, система распыления воды, трубопроводы и контуры управления должны рассматриваться как одна операционная система.
PRDS Функциональная архитектура
Приведенная ниже схема представляет собой карту функционального проектирования, а не универсальную схему P&ID предприятия. Фактический порядок клапанов, принципы изоляции, байпасы, дренажи, предохранительные устройства и контрольно-измерительные приборы должны соответствовать утвержденному проекту.
P1 · T1 · Расход
Петля давления
Закачка воды и смешивание
P2 · Цель T2
Контролируются две разные переменные: давление пара на выходе и температура пара на выходе. Это различие должно оставаться четким при выборе размеров клапанов, контрольно-измерительных приборах и поиске неисправностей.
Снижение давления и пароохлаждение — это разные функции управления.
ПАРОВАЯ СТОРОНА
Управление снижением давления
Паровой регулирующий клапан дросселирует пар высокого давления до необходимого давления на выходе. Его выбор зависит от размера сжимаемого потока, соотношения давлений, минимального и максимального расхода, потенциала дросселирования потока, аэродинамического шума, скорости на выходе, конструкции трима и силы привода.
Цель контроля: давление ниже по потоку.
ВОДНАЯ ДЕЖУРНОСТЬ
Охлаждение/контроль температуры
Система пароохлаждения добавляет в пар регулируемую охлаждающую воду. Регулирующий клапан распыления воды дозирует воду; пароохладитель или форсунки распыляют и распределяют его; Нижний трубопровод обеспечивает расстояние испарения и смешивания.
Цель контроля: температура пара на выходе.
Редукционный клапан сам по себе не может гарантировать температуру пара на выходе, а клапан распылительной воды не может обеспечить давление пара на выходе. Производительность PRDS зависит как от контуров, так и от физической системы смешивания.
Почему пар может оставаться перегретым после снижения давления
Дроссельное регулирование изменяет давление пара без непосредственного удаления достаточного количества энергии, чтобы привести состояние выхода к линии насыщения. В зависимости от состояния входа и снижения давления пар, выходящий из редукционного клапана, может оставаться перегретым. Затем в результате охлаждения от перегрева удаляется дополнительное явное тепло за счет испарения контролируемой распыляемой воды.
До ПРДС
После регулирования
После перегрева
Не указывайте «насыщенный пар» случайно. Окончательное состояние выхода должно исходить от разработчика процесса. Чрезмерная закачка воды или недостаточное расстояние испарения могут создать риск намокания или появления влажного пара в дальнейшем.
ПРОЕКТНАЯ СТАНЦИЯ А
Выбор редукционного регулирующего клапана
Клапан на стороне пара обычно является дросселирующим компонентом с самым высоким энергопотреблением на станции PRDS. Выбор следует начинать с минимального, нормального и максимального расхода пара, а не с размера трубы.
| Обзор элемента | Почему это важно |
|---|---|
| P1/P2 для каждого случая | Определяет степень давления, мощность и степень тяжести. |
| Температура пара/перегрев | Влияет на термодинамические свойства, материалы и последующее кондиционирование. |
| Мин./норм./макс. расход | Мешает клапан, который работает только в одной рабочей точке. |
| Прогнозируемое путешествие | Проверяет управляемость при минимальной нагрузке и полезное положение при нормальной нагрузке. |
| Шум/скорость на выходе | Высокоэнергетическое расширение пара может создать аэродинамический шум и вибрацию. |
| Усилие привода / действие при отказе | Должны соответствовать силам давления, балансу балансировки и философии закрытия проекта. |
Страницы связанных продуктов: Паровой регулирующий клапан и Регулирующий клапан высокого давления. Методику определения размеров см. Как подобрать размер регулирующего клапана.
ПРОЕКТНАЯ СТАНЦИЯ Б
Пароохладитель и контроль распыления воды
Регулирующий клапан на стороне воды измеряет охлаждающую воду; он не выполняет атомизацию сам по себе. Распыление и испарение зависят от конструкции пароохладителя/форсунки, перепада давления распыляемой воды, скорости пара, размера капель, геометрии выходной трубы и расстояния смешивания.
Водяной клапан
Контролирует массовый расход воды и должен обеспечивать стабильную реакцию при низком расходе, соответствующий Cv/Kv, устойчивость к кавитации и необходимое отключение.
Сопло/охладитель
Создает форму распыления и распределение капель, необходимое для испарения в поток пара.
Нисходящий трубопровод
Обеспечивает скорость, время пребывания и расстояние смешивания перед измерением температуры или чувствительным оборудованием.
Для детального подбора водяного клапана используйте существующую Регулирующий клапан распылительной воды страницу, а не дублировать содержимое продукта здесь.
Давление распыляемой воды: используйте требования к соплу, а не универсальное правило
Распыляемая вода должна достигать и проходить через выбранное инжекторное устройство в наихудших условиях эксплуатации. Требуемый запас по давлению зависит от типа пароохладителя, конструкции форсунки, давления пара в точке впрыска, потерь в трубопроводе, перепада давления на регулирующем клапане и способа распыления.
Не публикуйте фиксированных правил, таких как «давление распыляемой воды всегда должно быть на Х бар выше давления пара».
Минимально необходимый перепад давления должен определяться выбранной конструкцией пароохладителя/форсунки и полным гидравлическим расчетом на стороне воды.
Два контура управления — одно выпускное отверстие для кондиционированного пара
| Петля | Измеряемая переменная | Последний элемент | Основной риск |
|---|---|---|---|
| Давление | Давление пара на выходе | Паровой регулирующий клапан | Плохой контроль давления, скачки, шум или неправильное давление на выходе. |
| Температура | Температура пара после надлежащего перемешивания | Регулирующий клапан распыления воды | Колебания, чрезмерное распыление, неиспаренная вода или недостаточное охлаждение. |
Расположение датчика имеет значение. Датчик температуры, установленный до достаточного испарения и смешивания, может сообщать о состоянии, которое не отражает конечное состояние пара.
Разделенный PRDS и комбинированный клапан подготовки пара
АРХИТЕКТУРА А
Сплит ПРДС
Редукционный клапан и пароохладитель являются отдельными устройствами. Отдельный регулирующий клапан распыляющей воды регулирует охлаждающую воду.
Обзор: расстояние между оборудованием, прямая труба, расстояние смешивания, расположение датчиков, доступ для обслуживания и координация между поставщиками.
АРХИТЕКТУРА Б
Комбинированный клапан подготовки пара
Снижение давления и впрыск воды интегрированы в один корпус клапана или тесно интегрированный узел.
Обзор: интегрированная конструкция трима/форсунки, диапазон регулирования, шум, техническое обслуживание, геометрия впрыска и выпускной трубопровод.
Ни одна из архитектур не является универсально лучшей. Компоновка установки, рабочий диапазон, условия пара, философия технического обслуживания и дизайн поставщика определяют подходящую конфигурацию.
Эксплуатация при низкой нагрузке может оказаться самым трудным условием
При низком расходе пара требуемый расход распыляемой воды может стать очень малым, а скорость пара может оказаться менее благоприятной для распыления и испарения. В то же время редукционный клапан увеличенного размера может срабатывать в нижней части своего полезного хода.
Паровой клапан
Водяной клапан
Распыление
Ниже по течению
Поэтому в запросах цен PRDS следует включать минимальный рабочий расход, а не только нормальный и максимальный расход пара.
PRDS против редукционного клапана против пароохладителя
| Оборудование | Основная функция | Не предоставляет автоматически |
|---|---|---|
| Редукционный клапан пара | Контролирует давление на выходе. | Контролируемая температура на выходе. |
| Пароохладитель | Впрыскивает/распыляет воду для охлаждения. | Контроль давления пара. |
| Регулирующий клапан распыления воды | Счетчики охлаждающей воды. | Распыление или полное смешивание само по себе. |
| ПРДС | Координирует снижение давления и температуры. | По-прежнему необходимы правильная логика трубопроводов, датчиков, ввода в эксплуатацию и эксплуатации. |
Байпас турбины: родственная, но не та же спецификация
Системы байпаса турбин часто требуют резкого снижения давления пара и снижения перегрева во время запуска, остановки, отключения или управления нагрузкой. Однако обслуживание байпаса турбины может включать гораздо более жесткие динамические требования, чем общий процесс PRDS.
- Большой и быстро меняющийся массовый расход пара
- Очень высокий коэффициент давления
- Строгие требования ко времени открытия или закрытия.
- Высокий риск аэродинамического шума и вибрации.
- Быстрая координация между паровыми и водоструйными системами.
- Условия паровой системы ниже по потоку или конденсатора в зависимости от проекта
Не рекламируйте обычный клапан PRDS автоматически как перепускной клапан турбины. Режим байпаса должен быть проверен на соответствие переходным процессам проекта, динамике привода, последующей системе и спецификациям OEM/EPC.
Спецификация запроса цен на PRDS — минимальные инженерные затраты
Восходящий поток пара
- Минимальный/нормальный/максимальный поток пара
- P1 для каждого случая
- Т1 для каждого случая
- Состояние пара/перегрев
- Расчетное давление и температура
Требуемая розетка
- Требуется P2
- Цель Т2
- Остаточный перегрев, если указано
- Допустимое отклонение давления/температуры
- Размер нисходящей линии и ограничения на оборудование
Распыление воды
- Доступное давление воды
- Температура воды
- Минимальный/максимальный доступный расход
- Требование к качеству воды
- Размер ватерлинии
Управление и трубопроводы
- Разделение или объединение предпочтений PRDS
- Доступная длина прямой трубы
- Расположение датчиков давления/температуры
- Привод, сигнал и действие при отказе
- Максимальный шум, если указано
- Требуемое время открытия/закрытия
Проверка завода и проекта
| Проверка | Статус | Цель |
|---|---|---|
| Расчет размеров клапана | Требуется | Проверьте паровые и водяные клапаны на соответствие указанным случаям. |
| Выбор размера привода/проверка хода | Требуется | Подтвердите силу, перемещение и провалите действие. |
| Протоколы материалов/испытаний под давлением | Как указано | Проверьте согласованный объем работ, выдерживающий давление. |
| Прогнозирование шума | Зависит от проекта | Рассмотрите расширение пара при высоких энергиях. |
| Обзор производительности пароохладителя | Зависит от проекта | Проверьте форсунку, ΔP воды, расстояние смешивания и диапазон регулирования. |
| Комплексный ввод в эксплуатацию | Объем сайта/проекта | Подтвердите окончательный контроль давления и температуры в установленной системе. |
Заводские испытания клапанов сами по себе не подтверждают окончательную температуру на выходе PRDS, качество распыления или работу контура управления на месте. Они также зависят от установленного пароохладителя, трубопроводов, датчиков, водоснабжения и ввода в эксплуатацию.
Сопутствующие технические ресурсы
Технические ссылки
Часто задаваемые вопросы
Что такое паровой ПРДС?
Паровая PRDS — это система снижения давления и пароохлаждения, используемая для снижения перегретого пара под высоким давлением до более низкого контролируемого давления и температуры. Обычно он сочетает в себе регулирующий клапан, снижающий давление пара, пароохладитель, регулирующий клапан распыляемой воды и приборы контроля давления/температуры.
PRDS — это то же самое, что редукционный клапан?
Нет. Давление пара регулируется редукционным клапаном. PRDS также включает в себя снижение температуры, поэтому для него требуется система пароохлаждения, контроль охлаждающей воды и обратная связь по температуре.
Зачем нужен растопка после снижения давления?
Пар может оставаться перегретым после дросселирования до более низкого давления. При охлаждении отводится дополнительное явное тепло за счет контролируемого испарения распыляемой воды до тех пор, пока не будет достигнута необходимая температура на выходе.
Распыляет ли клапан распыления воды воду?
Не сам по себе. Клапан измеряет расход воды. Распыление осуществляется с помощью пароохладителя или сопла, а окончательное испарение также зависит от скорости пара, давления впрыска, геометрии трубопровода и расстояния смешивания.
Насколько давление распыляемой воды должно быть выше давления пара?
Универсального запаса давления не существует. Требуемое давление воды зависит от конструкции сопла/охладителя, давления пара в точке впрыска, потерь в водопроводе, перепада давления на регулирующем клапане и метода распыления.
В чем разница между разделенной и комбинированной PRDS?
В разделенном PRDS используется отдельный редукционный клапан и расположенный ниже по потоку пароохладитель. Комбинированный клапан подготовки пара более тесно объединяет снижение давления и впрыск воды в одном корпусе клапана или компактном узле.
Почему управление PRDS может стать нестабильным при низком расходе пара?
При низком расходе пара необходимое количество распыляемой воды может стать очень небольшим, а скорость пара может оказаться менее благоприятной для распыления и испарения. Это может ухудшить диапазон регулирования водяного клапана, производительность сопла и стабильность измерения температуры.
Подходит ли общий PRDS для обслуживания байпаса турбины?
Не автоматически. Байпас турбины может потребовать очень значительного снижения давления, быстрых переходных процессов, высокого уровня шумоподавления, быстрого реагирования привода и четко скоординированного впрыска распыляемой воды. Его необходимо проверить на соответствие режиму байпаса турбины, специфичному для проекта.
Какая информация необходима для ценового предложения PRDS?
Обеспечить минимальный, нормальный и максимальный поток пара; входное и необходимое выходное давление пара; входная и целевая температура на выходе; расчетное давление и температура; давление, температура и расход распыляемой воды; размеры линий; требование к шуму; действие привода/отказ; а также имеющиеся требования к трубопроводам или байпасу турбины.
