Hệ thống giảm áp suất và khử quá nhiệt (PRDS) kiểm soát hai đặc tính hơi khác nhau: áp suất và nhiệt độ. Van điều khiển giảm áp suất phía hơi nước thiết lập áp suất hạ lưu, trong khi bộ khử quá nhiệt và van điều khiển phun nước làm giảm nhiệt độ hơi nước bằng cách bơm và làm bay hơi nước làm mát. Lựa chọn chính xác yêu cầu áp suất hơi đầu vào và đầu ra, nhiệt độ đầu vào và đầu ra mục tiêu, lưu lượng hơi tối thiểu/bình thường/tối đa, áp suất và nhiệt độ nước phun, giảm tốc độ, giới hạn tiếng ồn, hình dạng đường ống, khoảng cách trộn, vị trí cảm biến, nhiệm vụ của bộ truyền động và điều kiện khởi động hoặc tải thấp.
Power & Steam · Đánh giá thiết kế trạm điều hòa hơi nước
Lựa chọn van PRDS hơi nước: Hướng dẫn hệ thống giảm áp và giảm quá nhiệt
PRDS không chỉ đơn giản là một van giảm áp có kết nối với nước. Đây là một trạm điều hòa hơi nước phối hợp. Giảm áp suất làm thay đổi trạng thái nhiệt động của hơi nước, trong khi quá trình khử quá nhiệt sử dụng việc phun nước có kiểm soát để đạt được nhiệt độ hạ lưu cần thiết. Do đó, gói van, bộ giảm nhiệt, hệ thống phun nước, đường ống và vòng điều khiển phải được xem xét như một hệ thống vận hành.
Kiến trúc chức năng PRDS
Sự sắp xếp bên dưới là một sơ đồ thiết kế chức năng, không phải là P&ID phổ quát của nhà máy. Thứ tự van thực tế, triết lý cách ly, đường tránh, cống thoát nước, thiết bị an toàn và thiết bị đo đạc phải tuân theo thiết kế dự án đã được phê duyệt.
P1 · T1 · Dòng chảy
Vòng áp suất
Phun và trộn nước
P2 · Mục tiêu T2
Hai biến khác nhau đang được kiểm soát: áp suất hơi cuối dòng và nhiệt độ hơi cuối dòng. Sự khác biệt đó phải rõ ràng trong việc định cỡ van, thiết bị đo đạc và xử lý sự cố.
Giảm áp suất và giảm quá nhiệt là những nhiệm vụ kiểm soát khác nhau
NHIỆM VỤ PHỤ HƠI NƯỚC
Kiểm soát giảm áp suất
Van điều khiển hơi nước điều tiết hơi nước áp suất cao đến áp suất hạ lưu cần thiết. Sự lựa chọn của nó phụ thuộc vào kích thước dòng nén, tỷ lệ áp suất, lưu lượng tối thiểu đến tối đa, tiềm năng dòng chảy bị nghẹt, tiếng ồn khí động học, tốc độ đầu ra, thiết kế cắt và lực truyền động.
Mục tiêu kiểm soát: áp lực hạ lưu.
NHIỆM VỤ BÊN NƯỚC
Khử quá nhiệt / Kiểm soát nhiệt độ
Hệ thống khử quá nhiệt bổ sung nước làm mát có kiểm soát vào hơi nước. Van điều khiển phun nước đo nước; bộ giảm nhiệt hoặc vòi phun nguyên tử hóa và phân phối nó; đường ống xuôi dòng cung cấp khoảng cách bay hơi và trộn.
Mục tiêu kiểm soát: nhiệt độ hơi hạ lưu.
Van giảm áp không thể tự đảm bảo nhiệt độ hơi đầu ra và van phun nước không thể thiết lập áp suất hơi ở hạ lưu. Hiệu suất PRDS phụ thuộc vào cả vòng lặp và hệ thống trộn vật lý.
Tại sao hơi nước có thể vẫn quá nóng sau khi giảm áp suất
Việc điều tiết làm thay đổi áp suất hơi mà không loại bỏ trực tiếp đủ năng lượng để buộc trạng thái đầu ra về đường bão hòa. Tùy thuộc vào trạng thái đầu vào và mức giảm áp suất, hơi nước rời khỏi van giảm áp có thể vẫn ở trạng thái quá nhiệt. Quá trình khử quá nhiệt sau đó sẽ loại bỏ nhiệt lượng bổ sung bằng cách làm bay hơi nước phun có kiểm soát.
Trước PRDS
Sau khi điều tiết
Sau khi giảm quá nhiệt
Đừng chỉ định “hơi nước bão hòa” một cách tùy tiện. Điều kiện đầu ra cuối cùng phải do người thiết kế quy trình đưa ra. Việc bơm nước quá mức hoặc khoảng cách bay hơi không đủ có thể tạo ra nguy cơ ướt hoặc hơi nước ướt ở hạ lưu.
TRẠM THIẾT KẾ A
Lựa chọn van điều khiển giảm áp
Van phía hơi nước thường là bộ phận điều tiết năng lượng cao nhất trong trạm PRDS. Việc lựa chọn nên bắt đầu với lưu lượng hơi tối thiểu, bình thường và tối đa thay vì kích thước đường ống.
| Đánh giá mục | Tại sao nó quan trọng |
|---|---|
| P1/P2 cho từng trường hợp | Xác định tỷ lệ áp suất, công suất và mức độ nghiêm trọng. |
| Nhiệt độ hơi/quá nhiệt | Ảnh hưởng đến tính chất nhiệt động, vật liệu và điều hòa hạ lưu. |
| Lưu lượng tối thiểu / bình thường / tối đa | Ngăn chặn van chỉ hoạt động ở một điểm vận hành. |
| Chuyến đi dự kiến | Kiểm tra khả năng kiểm soát tải tối thiểu và vị trí tải bình thường hữu ích. |
| Tiếng ồn / tốc độ đầu ra | Sự giãn nở hơi nước năng lượng cao có thể tạo ra tiếng ồn và độ rung khí động học. |
| Lực tác động/hành động thất bại | Phải phù hợp với lực ép, cân bằng cắt và triết lý dừng dự án. |
Các trang sản phẩm liên quan: Van điều khiển hơi nước và Van điều khiển áp suất cao. Để biết phương pháp định cỡ, xem Cách xác định kích thước van điều khiển.
TRẠM THIẾT KẾ B
Bộ khử quá nhiệt và kiểm soát phun nước
Van điều khiển phía nước đo nước làm mát; nó không tự thực hiện nguyên tử hóa. Quá trình nguyên tử hóa và bay hơi phụ thuộc vào thiết kế bộ khử quá nhiệt/vòi phun, chênh lệch áp suất nước phun, tốc độ hơi, kích thước giọt, hình dạng ống xuôi dòng và khoảng cách trộn.
Van nước
Kiểm soát lưu lượng khối nước và phải cung cấp phản ứng dòng chảy thấp ổn định, Cv/Kv thích hợp, khả năng chống xâm thực và yêu cầu ngắt.
Vòi phun / Bộ giảm nhiệt
Tạo kiểu phun và phân bổ giọt cần thiết để bay hơi vào dòng hơi.
Đường ống hạ lưu
Cung cấp vận tốc, thời gian lưu trú và khoảng cách trộn trước khi đo nhiệt độ hoặc thiết bị nhạy cảm.
Để lựa chọn van nước chi tiết, hãy sử dụng công cụ hiện có Van điều khiển phun nước trang thay vì sao chép nội dung sản phẩm đó ở đây.
Áp lực phun nước: Sử dụng yêu cầu về vòi phun, không phải là quy tắc chung
Nước phun phải tiếp cận và đi qua thiết bị phun đã chọn trong điều kiện vận hành tồi tệ nhất. Biên độ áp suất yêu cầu phụ thuộc vào loại bộ giảm quá nhiệt, thiết kế vòi phun, áp suất hơi tại điểm phun, tổn thất đường ống, giảm áp suất van điều khiển nước và phương pháp phun sương.
Không công bố một quy tắc cố định như “nước phun phải luôn cao hơn áp suất hơi X bar”.
Áp suất chênh lệch yêu cầu tối thiểu phải đến từ thiết kế bộ khử quá nhiệt/vòi phun đã chọn và tính toán thủy lực hoàn chỉnh ở phía nước.
Hai vòng điều khiển - Một cửa thoát hơi có điều hòa
| Vòng lặp | Biến đo | Yếu tố cuối cùng | Rủi ro chính |
|---|---|---|---|
| Áp lực | Áp suất hơi hạ lưu | Van điều khiển hơi nước | Kiểm soát áp suất kém, săn bắn, tiếng ồn hoặc áp suất đầu ra sai. |
| Nhiệt độ | Nhiệt độ hơi sau khi trộn vừa đủ | Van điều khiển phun nước | Dao động, phun quá nhiều, nước không bay hơi hoặc làm mát không đủ. |
Vị trí cảm biến quan trọng. Cảm biến nhiệt độ được đặt trước khi bay hơi và trộn đủ có thể báo cáo tình trạng không thể hiện trạng thái hơi cuối cùng.
Tách PRDS và Van điều hòa hơi nước kết hợp
KIẾN TRÚC A
Tách PRDS
Van giảm áp và bộ khử quá nhiệt là những thiết bị riêng biệt. Van điều khiển phun nước riêng biệt điều tiết nước làm mát.
Đánh giá: khoảng cách thiết bị, đường ống thẳng, khoảng cách trộn, vị trí cảm biến, khả năng tiếp cận và phối hợp bảo trì giữa các nhà cung cấp.
KIẾN TRÚC B
Van điều hòa hơi nước kết hợp
Giảm áp và phun nước được tích hợp vào một thân van hoặc cụm lắp ráp chặt chẽ.
Đánh giá: thiết kế trang trí/vòi phun tích hợp, chỉnh góc, tiếng ồn, bảo trì, hình dạng phun và đường ống đầu ra.
Không phải kiến trúc nào cũng tốt hơn trên toàn cầu. Cách bố trí nhà máy, phạm vi vận hành, điều kiện hơi nước, triết lý bảo trì và thiết kế của nhà cung cấp xác định cấu hình phù hợp.
Hoạt động ở mức tải thấp có thể là điều kiện khó khăn nhất
Ở lưu lượng hơi thấp, lưu lượng nước phun cần thiết có thể trở nên rất nhỏ và tốc độ hơi có thể kém thuận lợi hơn cho quá trình nguyên tử hóa và bay hơi. Đồng thời, một van giảm áp quá khổ có thể hoạt động ở gần đáy hành trình hữu ích của nó.
Van hơi
Van nước
Nguyên tử hóa
Hạ lưu
Do đó, RFQ PRDS phải bao gồm lưu lượng vận hành tối thiểu, không chỉ lưu lượng hơi bình thường và tối đa.
PRDS vs Van giảm áp vs Bộ giải nhiệt
| Thiết bị | Chức năng chính | Không tự động cung cấp |
|---|---|---|
| Van giảm áp suất hơi | Kiểm soát áp suất hạ lưu. | Kiểm soát nhiệt độ đầu ra. |
| Bộ giảm nhiệt | Phun/nguyên tử hóa nước để làm mát. | Kiểm soát áp suất hơi nước. |
| Van điều khiển phun nước | Máy đo nước làm mát. | Nguyên tử hóa hoặc trộn hoàn toàn bằng chính nó. |
| PRDS | Phối hợp giảm áp suất và nhiệt độ. | Đường ống, cảm biến, vận hành và logic vận hành chính xác vẫn được yêu cầu. |
Đường tránh tuabin: Có liên quan nhưng không giống thông số kỹ thuật
Hệ thống bỏ qua tuabin thường yêu cầu giảm áp suất hơi và khử quá nhiệt ở mức độ cao trong quá trình khởi động, tắt máy, ngắt hoặc quản lý tải. Tuy nhiên, dịch vụ chạy vòng tua-bin có thể đòi hỏi các yêu cầu động học nghiêm ngặt hơn nhiều so với PRDS quy trình chung.
- Lưu lượng khối hơi lớn và thay đổi nhanh chóng
- Tỷ lệ áp suất rất cao
- Yêu cầu nghiêm ngặt về thời gian mở hoặc đóng cửa
- Nguy cơ rung động và tiếng ồn khí động học cao
- Phối hợp nhanh giữa hệ thống hơi nước và phun nước
- Điều kiện hệ thống hơi nước hạ lưu hoặc thiết bị ngưng tụ dành riêng cho dự án
Không tự động tiếp thị van PRDS chung dưới dạng van rẽ nhánh tuabin. Nhiệm vụ bỏ qua phải được kiểm tra dựa trên đặc điểm tạm thời của dự án, động lực của bộ truyền động, hệ thống hạ nguồn và thông số kỹ thuật OEM/EPC.
Bảng dữ liệu PRDS RFQ - Đầu vào kỹ thuật tối thiểu
Hơi nước thượng nguồn
- Lưu lượng hơi tối thiểu/bình thường/tối đa
- P1 cho từng trường hợp
- T1 cho từng trường hợp
- Điều kiện hơi nước/quá nhiệt
- Áp suất và nhiệt độ thiết kế
Ổ cắm bắt buộc
- Bắt buộc P2
- Mục tiêu T2
- Quá nhiệt dư nếu được chỉ định
- Độ lệch áp suất / nhiệt độ cho phép
- Kích thước đường dây hạ lưu và giới hạn thiết bị
Xịt nước
- Áp lực nước có sẵn
- Nhiệt độ nước
- Lưu lượng tối thiểu / tối đa có sẵn
- Yêu cầu chất lượng nước
- Kích thước đường nước
Điều khiển & Đường ống
- Ưu tiên PRDS chia tách hoặc kết hợp
- Chiều dài ống thẳng có sẵn
- Vị trí cảm biến áp suất/nhiệt độ
- Thiết bị truyền động, tín hiệu và hành động lỗi
- Tiếng ồn tối đa nếu được chỉ định
- Thời gian đóng/mở cần thiết
Xác minh nhà máy và dự án
| Xác minh | Trạng thái | Mục đích |
|---|---|---|
| Tính toán kích thước van | Bắt buộc | Kiểm tra van hơi và nước đối với các trường hợp đã nêu. |
| Kiểm tra kích thước/hành trình của bộ truyền động | Bắt buộc | Xác nhận lực lượng, hành trình và hành động thất bại. |
| Hồ sơ kiểm tra vật liệu/áp suất | Như đã chỉ định | Xác minh phạm vi chứa áp lực đã được thống nhất. |
| Dự đoán tiếng ồn | Phụ thuộc dự án | Xem xét sự giãn nở hơi nước năng lượng cao. |
| Đánh giá hiệu suất của bộ giảm nhiệt | Phụ thuộc dự án | Xác nhận vòi phun, nước ΔP, khoảng cách trộn và tốc độ quay. |
| Vận hành tích hợp | Phạm vi địa điểm/dự án | Xác nhận kiểm soát áp suất và nhiệt độ cuối cùng trong hệ thống được cài đặt. |
Bản thân các thử nghiệm van tại nhà máy không chứng minh được nhiệt độ đầu ra PRDS cuối cùng, chất lượng phun sương hoặc hiệu suất của vòng điều khiển tại cơ sở. Những điều này cũng phụ thuộc vào bộ giảm nhiệt, đường ống, cảm biến, cấp nước và vận hành được lắp đặt.
Tài nguyên kỹ thuật liên quan
Tài liệu tham khảo kỹ thuật
Câu hỏi thường gặp
PRDS hơi nước là gì?
PRDS hơi nước là một hệ thống giảm áp suất và khử quá nhiệt được sử dụng để giảm hơi quá nhiệt áp suất cao xuống áp suất và nhiệt độ được kiểm soát thấp hơn. Nó thường kết hợp một van điều khiển giảm áp suất hơi, bộ khử quá nhiệt, van điều khiển phun nước và thiết bị đo kiểm soát áp suất/nhiệt độ.
PRDS có giống như van giảm áp không?
Không. Van giảm áp điều khiển áp suất hơi nước. PRDS cũng bao gồm việc giảm nhiệt độ, do đó nó đòi hỏi một hệ thống khử quá nhiệt, kiểm soát nước làm mát và phản hồi nhiệt độ.
Tại sao cần khử quá nhiệt sau khi giảm áp suất?
Hơi nước có thể vẫn còn quá nhiệt sau khi điều tiết đến áp suất thấp hơn. Quá trình khử quá nhiệt sẽ loại bỏ nhiệt hợp lý bổ sung bằng cách làm bay hơi nước phun có kiểm soát cho đến khi đạt được nhiệt độ đầu ra yêu cầu.
Van điều khiển phun nước có phun nước không?
Không phải tự nó. Van đo lưu lượng nước. Quá trình nguyên tử hóa được thực hiện bằng bộ khử quá nhiệt hoặc bố trí vòi phun, và quá trình bay hơi cuối cùng cũng phụ thuộc vào tốc độ hơi, áp suất phun, hình dạng đường ống và khoảng cách trộn.
Áp suất nước phun phải cao hơn áp suất hơi bao nhiêu?
Không có giới hạn áp suất chung. Áp suất nước yêu cầu phụ thuộc vào thiết kế vòi phun/bộ giảm quá nhiệt, áp suất hơi tại điểm phun, tổn thất đường nước, giảm áp suất van điều khiển và phương pháp nguyên tử hóa.
Sự khác biệt giữa PRDS chia tách và kết hợp là gì?
PRDS tách rời sử dụng van giảm áp riêng biệt và bộ giảm quá nhiệt ở hạ lưu. Van điều hòa hơi nước kết hợp tích hợp giảm áp và phun nước chặt chẽ hơn trong một thân van hoặc cụm lắp ráp nhỏ gọn.
Tại sao bộ điều khiển PRDS có thể trở nên không ổn định khi lưu lượng hơi thấp?
Ở lưu lượng hơi thấp, lượng nước phun cần thiết có thể trở nên rất nhỏ và tốc độ hơi có thể kém thuận lợi cho quá trình nguyên tử hóa và bay hơi. Điều này có thể thách thức khả năng hoạt động của van nước, hiệu suất vòi phun và độ ổn định của phép đo nhiệt độ.
PRDS chung có phù hợp với dịch vụ bỏ qua tuabin không?
Không tự động. Tua bin bỏ qua có thể yêu cầu giảm áp suất rất lớn, chuyển tiếp nhanh, giảm tiếng ồn cao, phản ứng truyền động nhanh và phun nước phun phối hợp chặt chẽ. Nó phải được kiểm tra theo nhiệm vụ bỏ qua tuabin của dự án cụ thể.
Thông tin gì cần thiết cho báo giá PRDS?
Cung cấp lưu lượng hơi tối thiểu, bình thường và tối đa; áp suất hơi đầu vào và đầu ra yêu cầu; nhiệt độ đầu vào và đầu ra mục tiêu; áp suất và nhiệt độ thiết kế; áp suất nước phun, nhiệt độ và lưu lượng; kích thước đường; yêu cầu về tiếng ồn; cơ cấu chấp hành/hành động sai sót; và các yêu cầu về đường ống hoặc tua-bin có sẵn.
