专利名称：减温减压系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及高温高压或高温超高压小流量的减温减压设备技术领域，更具体地说，涉及一种减温减压系统。
背景技术：
减温减压系统广泛用于电站、轻纺、石化等行业。减温减压系统对电站或工业锅炉以及热电厂等处输送来的气体进行减温减压，使得气体的温度和压力达到生产工艺所需的要求。目前，减温减压系统在高温高压或高温超高压小流量的工况下，大多采用双座减压阀，在双座减压阀内部对气体进行减压和减温，一般先进行减压，然后在双座减压阀的内部进行减温，一般采用喷淋水的方式来减温。为了满足对高温高压和高温超高压气体进行减压减温的要求，双座减压阀的上阀盖采用压力自紧式密封。但是，现有的减温减压系统中，减温减压在双座减压阀内部同时进行，气体在减压和减温前后的压力和温度会相差较大，那么气体流经双座减压阀内部时，不可避免地增加了双座阀所承受的交变应力，使得该减温减压系统存在较大的安全隐患，大大地降低了该减温减压系统的安全可靠性。另外，现有的减温减压系统中双座减压阀只是上阀盖采用压力自紧式密封，下阀盖采用普通的法兰垫片密封形式，使得下阀盖的密封性能较低，导致双座减压阀在高温高压或高温超高压小流量的工况下，密封效果较差，会导致泄漏，降低了其安全可靠性，也降低了该减温减压系统的安全可靠性；现有的双座减压阀的流道存在喉部流速较高(可达 300 500m/s)，气体对流道的冲刷较严重，也易出现卡阻现象，最终降低了双座减压阀的安全可靠性，也降低了该减温减压系统的安全可靠性；现有的减温减压系统中的双座减压阀的阀体通过铸造制得，使得阀体材料因高温高压或高温超高压气体冲刷而产生的交变应力较大，一定程度上降低了减压阀的耐压能力，使得减压阀的安全可靠性较低，使用寿命也较短，最终也降低了减温减压系统的安全可靠性。因此，现有的减温减压系统的安全可靠性较低，还不能满足一些要求较严格的高温高压或高温超高压小流量工况对安全可靠性的要求。综上所述，如何提供一种减温减压系统，以提高其安全可靠性，进而满足要求较严格的高温高压或高温超高压小流量工况对安全可靠性的要求，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种减温减压系统，提高了其安全可靠性，进而满足了要求较严格的高温高压或高温超高压小流量工况对安全可靠性的要求。为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案一种减温减压系统，包括
减压阀；与所述减压阀的出气通道相连的主通道管；位于所述主通道管的内部，且对所述主通道管内的气体减温的喷嘴；与所述喷嘴相连的输水管。优选的，上述减温减压系统中，所述减压阀为单座柱塞减压阀，所述减压阀的上阀盖和下阀盖与所述减压阀的阀体均采用压力自紧密封；所述减压阀的阀杆和阀瓣为一体式结构；所述阀体为锻件；所述阀瓣和所述阀座形成的气流通道的内壁堆焊有硬质合金；所述下阀盖和所述阀座之间的出口腔的容积大于所述上阀盖和所述阀座之间的进口腔的容积，所述减压阀的出气通道的横截面大于所述减压阀的进气通道的横截面。优选的，上述减温减压系统，还包括位于所述减压阀和所述主通道管之间，且与二者相连的过渡管，所述过渡管沿所述气体的气流方向为渐扩管。优选的，上述减温减压系统，还包括设置在所述过渡管的内部，并与其内壁固定相连的减压孔板，所述减压孔板上设有均勻分布的通孔。优选的，上述减温减压系统中，所述喷嘴位于所述主通道管靠近所述过渡管的一端；所述喷嘴为流量可调的喷嘴；所述喷嘴的喷头朝向所述气体的气流方向。优选的，上述减温减压系统，还包括套设在所述主通道管内部，且靠近所述过渡管的文丘里管；所述喷嘴设在所述文丘里管的喉部的内部。优选的，上述减温减压系统，还包括与所述文丘里管相连，且套设在所述主通道管内部的保护衬管；所述保护衬管延伸到所述主通道管的出口。优选的，上述减温减压系统，还包括位于所述主通道管上，控制所述主通道管内的气体压力的弹簧式安全阀；位于所述主通道管上，且分别测量所述主通道管内的气体的压力和温度的压力表和温度计；位于所述输水管上的截止阀和调节水量的节流阀和调节阀；位于所述输水管上的止回阀，所述止回阀位于所述喷嘴和所述节流阀之间，或者所述止回阀位于所述喷嘴和所述调节阀之间。优选的，上述减温减压系统中，所述减压阀和调节阀的行程在25_50mm之间。优选的，上述减温减压系统中，该减温减压系统的控制装置包括控制上述减温减压系统的PLC控制器，所述PLC控制器采用DCS控制系统。本发明提供的减温减压系统，在减压阀中对气体进行减压，然后减压后的气体进入主通道管，通过主通道管内的喷嘴喷淋水对减压后的气体进行减温，输水管为喷嘴提供冷却水，进而实现了在减压阀内减压，在主通道管内减温。本发明提供的减温减压系统，与现有技术在同一阀门内进行减温减压相比，将对气体减温和减压时产生的温差和压力差进行分割，使该系统中的减压阀和主通道管分别承受减压和减温时的压力差和温差，进而减小了减温减压系统中减压阀所受的交变应力，减小了减温减压系统中存在的安全隐患，提高了减温减压系统的安全可靠性，进而满足了要求较严格的高温高压或高温超高压小流量工况对安全可靠性的要求。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例提供的减温减压系统的结构示意图；图2为本发明实施例提供的减温减压系统的控制装置的结构示意图；图3为本发明实施例提供的减温减压系统的减压阀的结构示意图。上图1-3 中减压阀1、过渡管2、文丘里管3、喷嘴4、保护衬管5、主通道管6、安全阀7、压力表 8、温度计9、截止阀10、节流阀11、调节阀12、止回阀13、输水管14、第一压力变送器21、压力显示仪22、减压阀23、第一温度变送器对、温度显示仪25、调节阀沈、第二温度变送器 27、第二压力变送器观、温度调节仪四、压力调节仪210、阀体31、第二密封圈32、下阀盖 33、出口腔34、阀座35、进气通道36、进口腔37、第一密封圈38、第一挡圈39、夹箍310、紧固螺钉311、密封填料312、第一四开环313、上阀盖314、阀瓣315、出气通道316、阀杆317、第二四开环318、第二挡圈319。
具体实施例方式为了引用和清楚起见，现在将本专利中涉及到的技术名词解释如下文丘里管，利用异形管使流经该管流体的速度发生变化从而产生压差的流量检测元件。轴向截面由入口收缩部分、圆筒形喉部和圆锥形扩散段组成。本发明提供了一种减温减压系统，进而减小了减温减压系统中减压阀所受的交变应力，减小了减温减压系统中存在的安全隐患，提高了减温减压系统的安全可靠性，进而满足了要求较严格的高温高压或高温超高压小流量工况对安全可靠性的要求。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。请参考附图1-3，图1为本发明实施例提供的减温减压系统的结构示意图；图2为本发明实施例提供的减温减压系统的控制装置的结构示意图；图3为本发明实施例提供的减温减压系统的减压阀的结构示意图。本发明实施例提供的减温减压系统，包括减压阀1 ；与减压阀1的出气通道相连的主通道管6 ；位于主通道管6的内部，且对主通道管6内的气体减温的喷嘴4 ；与喷嘴4相连的输水管14。上述实施例提供的减温减压系统，在减压阀1中对气体进行减压，然后减压后的气体进入主通道管6，通过主通道管6内的喷嘴4对减压后的气体进行喷淋水减温，输水管 14为喷嘴4提供冷却水，进而实现了在减压阀1内减压，在主通道管6内减温。本发明提供的减温减压系统，与现有技术在同一阀门内进行减温减压相比，将对气体减温和减压时产生的温差和压力差进行分割，使该系统中的减压阀1和主通道管6分别承受减压和减温时的压力差和温差，进而减小了减温减压系统中减压阀1所受的交变应力，减小了减温减压系统中存在的安全隐患，提高了减温减压系统的安全可靠性，进而满足了要求较严格的高温高压或高温超高压小流量工况对安全可靠性的要求。为了进一步优化上述技术方案，上述实施例提供的减温减压系统中，采用了一种安全可靠性较高的减压阀，如图3所示。减压阀1为单座柱塞减压阀，减压阀1的上阀盖314和下阀盖33与减压阀1的阀体31均采用压力自紧密封，与现有技术采用双座减压阀相比，结构简单，减少了阀门泄漏量，也增大了减压阀1的减压幅度。同时，上下阀盖均通过第一密封圈38和第一四开环313、 第二密封圈32和第二四开环318采用压力自紧密封，第一密封圈38套设在上阀盖314和阀体31之间；第一四开环313套设在阀体31和上阀盖314之间，且位于第一密封圈38的顶部，阀体31与第一四开环313相对的位置设有第一凹槽，第一四开环313卡设在第一凹槽内；第二密封圈32套设在下阀盖33和阀体31之间；第二四开环318套设在阀体31和下阀盖33之间，位于第二密封圈32的底部，阀体31与第二四开环318相对的位置设有第二凹槽，第二四开环318卡设在第二凹槽内。上述压力自紧密封有效地提高了减压阀1的密封性能，提高了减压阀1的安全可靠性。同时，减压阀1的阀杆317和阀瓣315为一体式结构，使得减压阀1的结构简单， 制造方便；阀体31为锻件，与现有技术采用铸造件相比，提高了减压阀1的耐压能力，增大了减压阀1能够承受的交变应力，一定程度上提高了减压阀1的安全可靠性，同时也延长了减压阀1的使用寿命；阀瓣315和阀座35形成的气流通道的内壁堆焊有硬质合金，有效地减少了气体对流道的冲刷，减少了卡阻现象的发生，进而提高了减压阀1的安全可靠性。因为减压前后气体的流速不同，相差较大，为了使气体在减压阀1内的流动更加稳定，较少气体流动时产生的噪音，下阀盖33和阀座35之间的出口腔34的容积大于上阀盖314和阀座35之间的进口腔37的容积，减压阀1的出气通道316的横截面大于减压阀 1的进气通道36的横截面。上述减压阀1的安全可靠性得到了提高，进而也提高了上述减温减压系统的安全可靠性。为了更好地满足减压要求，减少气体流动时产生的噪音，上述实施例提供的减温减压系统，还包括位于减压阀1和主通道管6之间，且与二者相连的过渡管2，过渡管2沿气体的气流方向为渐扩管。因为过渡管2沿气体的气流方向为渐扩管，使得气体更加稳定的流动，减小了气体流动时的噪音。过渡管2的长度可根据气体减压前后的压力差确定，本发明对此不作具体地限定。上述实施例提供的减压阀1中，上阀盖314通过第一挡圈39、夹箍310和紧固螺钉 311与阀体31固定相连，下阀盖33通过第二挡圈319和螺纹连接件与阀体31固定相连。 上阀盖314和下阀盖33与阀杆317之间通过密封填料312实现密封相连。上述实施例提供的减压阀1采用电动直行程或角行程形式，也可以采用气动执行机构驱动。本发明对此不作具体地限定。优选的，上述实施例提供的减温减压系统，还包括设置在过渡管2的内部，并与其内壁固定相连的减压孔板，减压孔板上设有均勻分布的通孔。当气体的减压比(气体流出减压阀1的压力与气体进入减压阀1的压力之比)小于0. 6时，例如减压比为0. 3，就需要设置减压孔板，对气体进行逐级减压，减小了因一次减压过大而产生的噪音和振动。为了更有效地对气体进行减温，上述实施例提供的减温减压系统中，喷嘴4位于主通道管6靠近过渡管2的一端；喷嘴4为流量可调的喷嘴；喷嘴4的喷头朝向气体的气流方向。选用可调节流量的喷嘴4可根据气体的温度选择合适的水流量。为了进一步优化上述技术方案，上述实施例提供的减温减压系统，还包括套设在主通道管6内部，且靠近过渡管2的文丘里管3 ；喷嘴4设在文丘里管3的喉部的内部。文丘里管3可提高喷嘴4喷水处气体的流速，文丘里管3喉部的气体流速最大，喷嘴4在喉部进行喷淋水，可有效的对气体进行减温。同时，文丘里管3可避免水直接喷淋到主通道管6 上，减小了主通道管6承受的交变应力，提高了减温减压系统的安全可靠性。优选的，上述实施例提供的减温减压系统，还包括与文丘里管3相连，且套设在主通道管6内部的保护衬管5 ；保护衬管5延伸到主通道管6的出口。保护衬管5避免了水直接喷淋到主通道管6上，减小了主通道管6承受的交变应力，提高了减温减压系统的安全可靠性。优选的，上述实施例提供的减温减压系统，还包括位于主通道管6上，控制主通道管6内的气体压力的弹簧式安全阀7，当主通道管6内的压力超过设定的允许值时，开启安全阀7，将气体排向大气中，使得主通道管6内的压力保持在设定的压力范围内，保证了减温减压系统和用气设备的安全。为了便于控制对气体减温减压，上述实施例提供的减温减压系统，还包括位于所述主通道管6上，且分别测量主通道管6内的气体的压力和温度的压力表8和温度计9 ；位于输水管14上的截止阀10和调节水量的节流阀11和调节阀12 ；位于输水管14上的止回阀13，止回阀13位于喷嘴4和节流阀11之间，或者止回阀13位于喷嘴4和调节阀12之间。根据压力表8和温度计9可得到减压减温后的气体的压力和温度值，当温度和压力值不符合要求时，可调节减压阀1和调节阀12或节流阀11，最终使得气体减压减温后的压力和温度符合要求；止回阀13可防止输水管14内的水回流，保证了减温减压系统的安全。上述实施例提供的减温减压系统中，节流阀11和调节阀12的作用是相同的，只是节流阀11用于手动粗调，调节阀12用于自动调节，调节阀12可进行细调。优选的，上述实施例提供的减温减压系统中，减压阀1和调节阀12的行程在 25-50mm之间，这样可以提高小流量的控制精度，满足上述减温减压系统对小流量的要求。优选的，上述实施例提供的减温减压系统中，该减温减压系统的控制装置包括控制上述减温减压系统的PLC控制器，PLC控制器采用DCS控制系统。PLC为可编程逻辑控制器，用于工业控制的计算机，是ProgrammabIeLogic Controller的缩写。DCS为分散控制系统，是Distributed Control System的缩写。PLC主要由中央处理器(CPU, control Processing Unit)、输入模块(模拟量 Al，Analog Input), 输出模块(模拟量A0，Analog output)、电源模块和控制面板等组成。PLC还可包括不间断电源(UPS, UninterruptiblePower Supply)。在正常情况下，DCS控制系统采用定值单回路比例积分微分(PID，Proportional integral derivative)调节的控制方式，即将自主通道管6流出的气体的压力和温度作为过程变量值(PV，Process Variable)，与流出主通道管6压力和温度的设定值进行比较，设定值和过程变量值之间的偏差经比例积分微分运算输出输出值(MV，Manipulated Variable)，根据输出值通过控制器控制减压阀1和调节阀12，最后清除上述偏差，达到平衡。在实际使用中，要根据设备的使用情况，如果用气设备离减温减压系统比较远，且滞后严重等工况，可以适当考虑选用相对比较复杂的控制调节方式，例如增加前馈量，二级PID 等。二级PID是正常情况下，采用一级PID调节方式，当误差较大滞后严重时，可采用二级 PID控制，即用PID控制方式进行控制，可以提高整个系统的响应速度。上述实施例提供的减温减压系统的控制装置的结构示意图，如图2所示，具体包括PLC ；与减压阀23相连的第一压力变送器21、压力显示仪22、第一温度变送器24、温度显示仪25和压力调节仪210，第一压力变送器21与压力显示仪22相连，第一温度变送器M 与温度显示仪25相连，与调节阀沈相连的第二温度变送器27和温度调节仪四；与减压减温后的气体相连的第二温度变送器27、第二压力变送器观，第二压力变送器观与压力调节仪210相连，第二温度变送器27与温度调节仪四相连；与压力显示仪22、温度显示仪25、 第二温度变送器27、第二压力变送器28相连的传感器，PLC与传感器、温度调节仪四和压力调节仪210相连。上述控制过程如下通过压力变送器21、压力显示仪22、温度变送器对、温度显示仪25测得气体进入减压阀23前的压力值和温度值，并通过传感器传输到PLC ；第二温度变送器27、第二压力变送器观测量气体减压减温后的温度值和压力值，并通过传感器传输到PLC ；PLC将气体减压减温后的温度值和压力值与设定值相比较，然后PLC通过温度调节仪四、压力调节仪210对减压阀23和调节阀26进行调节，调节时可根据气体减压减温前的压力值和温度值进行调节。上述控制调节过程采用DCS控制系统。上述减温减压系统的技术指标如下1)蒸汽流量1 20t/h ；2)进口蒸汽压力P1彡14MPa，进口蒸汽温度、彡570°C ；3)出口蒸汽压力P2 = 0. 5 6MPa，出口蒸汽温度t2 = 200 350°C ；4)出口蒸汽压力调节精度P2士0· 04MPa ；5)出口蒸汽温度调节精度t2 士 5 °C ；6)减压阀和调节阀基本误差彡士 1. 5% ；7)减压阀和调节阀回差彡士 1. 0% ；8)减压阀和调节阀死区0. 5 3% ；9)减压阀和调节阀漂移4 的漂移应不大于额定行程的1. 0% ；10)减压阀和调节阀泄漏等级达IV级。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种减温减压系统，其特征在于，包括减压阀(1)；与所述减压阀(1)的出气通道相连的主通道管(6)；位于所述主通道管(6)的内部，且对所述主通道管(6)内的气体减温的喷嘴；与所述喷嘴(4)相连的输水管(14)。
2.根据权利要求1所述的减温减压系统，其特征在于，所述减压阀(1)为单座柱塞减压阀，所述减压阀(1)的上阀盖(314)和下阀盖(33)与所述减压阀(1)的阀体(31)均采用压力自紧密封；所述减压阀(1)的阀杆(317)和阀瓣(315)为一体式结构；所述阀体(31) 为锻件；所述阀瓣(31 和所述阀座(3 形成的气流通道的内壁堆焊有硬质合金；所述下阀盖(33)和所述阀座(35)之间的出口腔(34)的容积大于所述上阀盖(314)和所述阀座 (35)之间的进口腔(37)的容积，所述减压阀(1)的出气通道(316)的横截面大于所述减压阀(1)的进气通道(36)的横截面。
3.根据权利要求2所述的减温减压系统，其特征在于，还包括位于所述减压阀(1)和所述主通道管(6)之间，且与二者相连的过渡管O)，所述过渡管( 沿所述气体的气流方向为渐扩管。
4.根据权利要求3所述的减温减压系统，其特征在于，还包括设置在所述过渡管(2)的内部，并与其内壁固定相连的减压孔板，所述减压孔板上设有均勻分布的通孔。
5.根据权利要求3所述的减温减压系统，其特征在于，所述喷嘴(4)位于所述主通道管 (6)靠近所述过渡管O)的一端；所述喷嘴(4)为流量可调的喷嘴；所述喷嘴(4)的喷头朝向所述气体的气流方向。
6.根据权利要求3所述的减温减压系统，其特征在于，还包括套设在所述主通道管(6) 内部，且靠近所述过渡管O)的文丘里管(3)；所述喷嘴(4)设在所述文丘里管(3)的喉部的内部。
7.根据权利要求6所述的减温减压系统，其特征在于，还包括与所述文丘里管(3)相连，且套设在所述主通道管(6)内部的保护衬管(5)；所述保护衬管(5)延伸到所述主通道管(6)的出口。
8.根据权利要求2所述的减温减压系统，其特征在于，还包括位于所述主通道管(6)上，控制所述主通道管(6)内的气体压力的弹簧式安全阀(7)；位于所述主通道管(6)上，且分别测量所述主通道管(6)内的气体的压力和温度的压力表⑶和温度计(9)；位于所述输水管(14)上的截止阀(10)和调节水量的节流阀(11)和调节阀(12)；位于所述输水管(14)上的止回阀(13)，所述止回阀(13)位于所述喷嘴⑷和所述节流阀(11)之间，或者所述止回阀(13)位于所述喷嘴⑷和所述调节阀(12)之间。
9.根据权利要求8所述的减温减压系统，其特征在于，所述减压阀(1)和调节阀(12) 的行程在25-50mm之间。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的减温减压系统，其特征在于，该减温减压系统的控制装置包括控制上述减温减压系统的PLC控制器，所述PLC控制器采用DCS控制系统。
全文摘要
本发明提供了一种减温减压系统，包括减压阀(1)；与所述减压阀(1)的出气通道相连的主通道管(6)；位于所述主通道管(6)的内部，且对所述主通道管(6)内的气体减温的喷嘴(4)；与所述喷嘴(4)相连的输水管(14)。本发明提供的减温减压系统，与现有技术在同一阀门内进行减温减压相比，将对气体减温和减压时产生的温差和压力差进行分割，使该系统中的减压阀(1)和主通道管(6)分别承受减压和减温时的压力差和温差，进而减小了减温减压系统中减压阀(1)所受的交变应力，减小了减温减压系统中存在的安全隐患，提高了减温减压系统的安全可靠性，进而满足了要求较严格的高温高压或高温超高压小流量工况对安全可靠性的要求。
文档编号F17D3/01GK102434781SQ201110397109
公开日2012年5月2日 申请日期2011年12月2日 优先权日2011年12月2日
发明者刘儒亚, 孙丽, 张明, 杨贺, 王晖, 虞闻斌, 陈立龙, 陈荣斌 申请人:杭州华惠阀门有限公司