鍋爐房和分汽缸該如何正確選用蒸汽閥門？

鍋爐房和分汽缸該如何正確選用蒸汽閥門？

對於蒸汽係統而言，分汽缸是蒸汽分配係統的源頭。分汽缸安裝的KWZK截止閥對後端整個蒸汽係統具有重要的影響。

而很多用戶由於對分汽缸上KWZK截止閥的應用或需求不明確，采購階段往往意識不到其重要性，而選用了普通的閥門。

當在實際的操作和使用時才深有體會，經常被內漏、外漏、開關難等問題反複困擾。

一、分汽缸上使用的KWZK截止閥有哪些特點？

特點1：

鍋爐燃燒效率不可能為100%，容易造成出口處的蒸汽含水量大。當蒸汽經過閥門時一般以湍流形式流動，且流速較大。

若蒸汽中含有水分，水的密度是蒸汽密度的300多倍，因此產生的衝刷力非常強，密封麵經常被衝刷出線槽型，像被鋼刷打過的痕跡。--這個特點容易造成內漏。

特點2：

鍋爐出來的蒸汽，有間斷性過熱現象，並且壓差比較大，蒸汽流速快，對密封麵的衝蝕破壞嚴重。

若鍋爐水軟化處理不好，往往會析出部分酸堿物質，對密封麵會造成腐蝕和衝蝕；

還有一些可結晶的物質，也可能粘附在閥門密封麵上，導致閥門無法嚴密密封。--這個特點容易造成內漏。

特點3：

分汽缸進出口閥門，因閥後蒸汽用量，會隨著生產需求時大時小。

在流速變化和汽液兩相轉換的情況下，很容易產生閃蒸、空化等現象，從而對閥門密封麵造成衝蝕、汽蝕等破壞。--這個特點容易造成內漏。

特點4：

分汽缸進出口總閥，管控著全廠用汽的啟停。在剛啟機送汽時，為了避免冷管快速開關，造成主管線過度膨脹、振動或水錘衝擊。

總閥必須要先小開度打開，讓管道緩慢預熱後再啟動。當閥門處在小開度（15%開度）下過蒸汽時，流速會飛快，對內密封麵的衝蝕嚴重。--這個特點容易造成內漏，雙閥瓣結構可解決此問題。

特點5：

口徑大，壓差大。全壓差關斷，開關特別困難，隻能借助加力杆（或F扳手）。

一旦用力操作不當時，容易造成閥門銅螺母、閥杆、波紋管組件、內密封件或其它部件的損壞。--開關難，高進低出結構可解決此問題。

特點6：

開關操作頻繁。特別對於非連續運行的係統，頻繁開關會造成內密封磨損嚴重，導致內漏關不緊。

並且在高溫高壓下，填料和密封圈容易老化，一旦填料函被磨損或老化後會產生外漏。

特點7：

影響生產效率。由於在蒸汽分配的源頭，一旦停汽維護，影響整個下遊係統的運行。

並且口徑大，重量重，給維護或更換帶來不便。隻能選擇在係統停機或對生產影響最小的時候，隻能是非工作時間加班維修。

特點8：

蒸汽高溫高壓，流速快。若有水錘衝擊時，閥體容易有穿孔或被水錘擊穿的問題。此特點解決方法，首先閥體壁厚需符合正規國標要求，避免選用偷工減料的產品。

材質建議選用鑄鋼，由於鑄鋼是精密鑄造而成，組織緊密，堅固耐用。避免選用鑄鐵，由於砂型鑄造過程中易產生疏鬆、砂眼，而導致鑄件缺陷易穿孔。

二、根據上述工況的使用特點，對KWZK截止閥的要求需具備以下性能：、

1、內密封（閥瓣和閥座）：

需具備耐衝蝕、耐汽蝕、耐磨損，抗腐蝕、抗硬度的特點，才能抵抗工況的特殊性帶來的損壞。

並且在頻繁開關下，仍能確保緊密切斷，盡量避免維護或更換閥門帶來的係統停機，嚴重影響生產效率。

2、閥杆外密封需做到零泄漏：

一是減少能源浪費；

二是避免安全隱患，當蒸汽外漏，容易造成人員在開關操作時燙傷;

三是減少維護，節省人力更換填料或密封圈等低價值的工作。

3、解決壓差大，開關難的問題，無需加力杆。

在冷管道剛啟機時，具備緩慢啟動，有效防止管道熱應力。

當開啟過快時，管道的連接處、膨脹節處易出現破裂，久而久之出現蒸汽的跑冒滴漏現象，浪費能源。

嚴重時出現裂管，還會出現管道振動或水錘衝擊等現象。

因此，在選擇閥門時，首先要認識到工況的特殊性，其次明白針對特殊性，對閥門有哪些基本要求。

然後，再結合市場上各廠家閥門的優缺點，選擇到最合適的閥門，才能徹底解決問題。

三、分析普通的開關閥，為什麽不建議用在鍋爐房或分汽缸。

第一種 KWZK柱塞閥：

柱塞閥是第一代開關閥，有上下兩個密封圈，密封效果由柱塞與密封圈緊密配合來達到。密封圈為柔性石墨或PTFE，俗稱“塑料王”。

如下剖麵圖

閥杆外密封：閥杆密封用填料和上密封，壓緊填料就可以實現密封。

上密封環：由閥體、閥蓋的連接螺栓、螺母、彈簧墊壓緊組成，

下密封：靠柱塞外徑和密封環形成密封。

優點：

1）剛開始使用時，密封很可靠。

2）維修簡便，隻需更換密封圈即可。

缺點：

1）由於填料或密封圈的摩擦阻力，開關非常慢，而且很難、很緊。

2）壽命較短，因為石墨密封圈容易被磨損、衝蝕、或高溫老化。

3）閥瓣一旦與閥座接觸，就會產生很大的摩擦力，因此它的機械磨損很大，壽命較短，容易產生內漏。

4）經過一段時間的使用，密封環如有磨損及滲漏，必須先將閥門關閉後，再將中法蘭螺栓均勻地略加旋緊以至不滲漏。

更換時應防止柱塞和新裝密封環裂痕和碰傷。需要經常性維護，並且維護人員需要有一定的經驗。

第二種 KWZK填料式截止閥：

填料式截止閥，是在柱塞閥基礎上發展起來的第二代開關閥。

外密封是用填料函安裝在閥杆和閥帽之間，阻止蒸汽從閥杆處外漏。為了保證密封性，填料要緊密地壓緊在閥杆縫隙中，造成截止閥操作困難。

如下剖麵圖

閥芯閥座內密封改用了金屬硬密封，所以相比柱塞閥，開關起來輕鬆，但還是很緊，大口徑同樣需要借助加力杆才能操作。內密封壽命則比柱塞閥要長。

優點：

1）剛開始使用時，密封很可靠。

2）維修簡便，隻需更換填料函即可。

缺點：與柱塞閥類似，開關很緊，要經常更換填料，費時費力，容易外漏。

第三種 KWZK閘閥：

閘閥的啟閉件是閘板，閘板的運動方向與流體方向相垂直，閘閥隻能作全開和全關，不能作節流使用，不滿足緩慢啟機需求。

閘閥在開關時閥芯和閥座密封麵始終接觸並相互摩擦，因而密封麵容易磨損造成內漏。

如下剖麵圖

優點：

1、流體阻力小，閥體內部直通，啟閉行程短，介質是直線流動的，阻力小，最適用水介質。

2、可以使用在介質向兩個方向流動的環網管道上，介質的流向沒有方向性。

3、介質帶有懸浮顆粒，可選用平板閘閥。

缺點：

1、在啟閉過程中，內密封麵之間有相對摩擦，磨損較大，甚至在高溫時容易引起擦傷現象。密封麵很容易夾雜固體顆粒而損傷密封麵。

2、閘閥一般為填料外密封，容易外漏，操作困難。

3、而國內生產的閘閥，較大口徑一般采用雙彈性閘板，在蒸汽等高溫介質狀態下，會產生變形，難以確保密封。

第四種 KWZK球閥

球閥都是橡膠、尼龍或PTFE軟密封作為閥座密封圈材料，常規PTFE的最高耐溫為180℃，增強型PTFE耐溫可達232~260℃。

如下剖麵圖：

而鍋爐房一般都有0.8MPa，對應溫度有175℃。長期在高溫下使用，密封圈容易軟化、變形、磨損，導致閥門泄漏關不緊。

球閥隻能全開或全關，不能做節流使用，不滿足緩慢啟機需求。

總結，通過上述四種常見開關閥優缺點對比，閥杆外密封全都是采用填料或密封圈做密封材料。

需要壓緊盤根填料，使得閥杆摩擦力很大，開關非常困難。

鍋爐房或分汽缸多數是大口徑閥門，操作人員不得不用F扳手或加力杆才能操作。

這樣帶來了以下兩個問題：

1、使用F扳手操作，用力不均勻或難以控製，閥杆容易受剪切力或扭力作用出現變形、斷裂。

一旦閥杆變形，也導致填料快速磨損，從而導致閥門外漏。

2、使用F扳手操作，易用力過度，關閉過緊，容易導致部件受損，影響閥門正常工作。

而相反，用力不足時，閥門關閉不夠，導致內漏，長時間內漏導致閥芯抽絲，永久性無法關閉，造成能源浪費。

因此，需要解決外漏，開關緊的問題，首先要選用新一代的波紋管密封截止閥。

其外密封部件，是采用金屬波紋管，下端與閥瓣焊接，上端與連接板焊接，在流體介質和大氣之間形成一個金屬密封，確保閥杆處零泄漏，無需定期更換填料，零維護。

如下剖麵圖

這種新節能型的結構，徹底解決了填料填充在閥杆周圍，有摩擦阻力，會增大閥門開關難，並且填料磨損有外漏的問題。

像上述分析的柱塞閥，填料式截止閥，閘閥和球閥，由於結構存在不足之處，明顯就不適合。

五、如何解決大口徑閥門容易內漏、外漏或開關難的問題：

在國內外眾多品牌中，同樣做波紋管截止閥的也很多，價格和品質也是參差不齊。

如果您擔心，因為不懂行會選購到以次充好的產品，那我將以維遠大口徑波紋管截止閥的特點為例。教會您該從哪些方麵去辨別好壞，希望能幫助您選擇到最合適的產品。

乐鱼官网（DN125~DN350）大口徑實物圖

乐鱼官网大口徑波紋管截止閥特點如下：

1、外密封優勢-零泄漏、零維護

1）、波紋管有“Ω”型和“U”型兩種，其中“Ω”型的加工難度更高，但壽命比“U”型長久，抗疲勞性能更好；

2）、波紋管常用的材質有304、321、316 和316L等，可做單層、雙層和三層的波紋管，不同的組合，使用壽命（開關次數）差別很大。

由於波紋管隨著閥門的動作而伸縮，要求波紋管具有一定的柔韌性和抗疲勞強度，其中316L不鏽鋼最適合，大口徑都建議選用三層為佳。

如果是單層304不鏽鋼的波紋管，開關次數大約2000-3000 次。

而乐鱼官网大口徑波紋管截止閥，采用三層316L 不鏽鋼“Ω”型波紋管組合，開關次數高達10000 次。

3）乐鱼官网波紋管組件采用波紋管與閥瓣一體化的組件，使波紋管與閥杆分離，即使閥門過度開關時，波紋管也不會產生扭曲、變形或斷裂等現象。

而國內外廠家的波紋管組件，多數是把波紋管與閥杆焊接在一起。

當閥門過度開關時，波紋管下端跟著閥杆轉動，而上端被中法蘭壓緊。在受到徑向扭矩時，波紋管壁厚又很薄（一般0.2-0.5mm/層），就特別容易被扭曲變形，導致波紋管斷裂而產生外漏。

2、內密封優勢-壽命更長久

1）、乐鱼官网閥瓣和閥座均堆焊耐衝蝕、耐磨損、高硬度的司太立硬質合金，並拋光研磨成鏡麵。

使得內密封在抵抗閃蒸、汽蝕、磨損、抗硬度性能更強，確保內密封壽命長。

如下圖：

2）、乐鱼官网采用冷壓嵌入的獨立閥座，接觸麵可以高精度加工，像鏡子的表麵一樣光潔、平整，確保閥座與閥瓣的接觸麵高度配合。

如下圖：

而普通截止閥，是從閥體加工一個台階稱作閥座，普通的鑄鐵材質容易含氣孔、砂眼、夾砂等鑄件缺陷。

在開關幾次後，台階就容易被衝蝕磨損掉。並且由於密封麵不方便在車床精加工，粗糙的密封麵，壽命很短就內漏。

如下圖：

3、雙閥瓣結構的優勢-開啟更輕鬆；並緩慢均勻預熱管道，避免水錘衝擊。

1）、在開啟閥門時，手輪轉動將小閥瓣打開，使蒸汽先從小閥瓣通過進行泄壓，蒸汽流速會降低。

隨著蒸汽通過小孔進入到大閥瓣下端，出口壓差越來越低，從而使大閥瓣開啟更輕鬆。

2）、小閥瓣先流通蒸汽，對於新開啟的管道，起到緩慢均勻預熱，避免由於冷管時快速開關，造成管線過度膨脹或水錘衝擊。

不再因為需要小開度開啟緩管，而造成過度衝蝕，影響使用壽命及密封效果。

如下圖：

普通的閥門由於沒有設計雙閥瓣結構，若考慮啟機暖管需要，通常都是在主截止閥旁安裝一個DN15的小閥，作為啟動緩管的閥門。

在啟動前，先開啟小閥門15分鍾暖管後，才會打開主閥通蒸汽。

但分汽缸上截止閥數量多，都安裝旁通的話，增加了空間要求，同時也給操作帶來不便。

如下圖：

4、高進低出流向的優勢--關閉更輕鬆

當閥門將要完全關閉時，利用高進低出的流向，借助蒸汽壓力作用於大閥瓣上，輔助大閥瓣的力向下靠近，與閥座更緊密接觸，起到止流作用（同止回閥原理）。

再關閉小閥瓣，從而使閥門關閉更輕鬆，無須使用加力杆。

如下圖：

而普通的閥門流向多數都是低進高出結構，當在關閉時，蒸汽的流向壓力與作用力相反，兩股壓力相抵抗，導致關閉非常困難。

結語

采用雙閥瓣平衡結構和流向高進低出的設計，是解決壓差大開關難的最核心技術，真正實現了雙向開關都極為輕鬆。

由於考慮到加工難度和造價成本，很多普通廠家都不願意這麽設計，所以很多用戶會遇到，同樣是波紋管截止閥，但解決問題的效果卻有很大差異。