Van điều tiết

Nứt bộ phận bên trong van điều tiết hơi tại trạm giảm nhiệt nhà máy điện.

Nhà máy thuộc một tổ hợp giấy và bột giấy lớn có trạm nhiệt điện tự phát riêng và hệ thống hơi áp suất cao. Van giảm nhiệt xử lý việc điều tiết bypass từ đường ống hơi áp suất cao sang đường ống hơi áp suất trung. Sau một thời gian vận hành, bộ phận bên trong van cho thấy vết nứt do mỏi — không phải tai nạn ngẫu nhiên, không phải chọn sai vật liệu, mà chính điều kiện vận hành đã đẩy các thành phần lõi bên trong buồng van đến điểm phá vỡ. Hãy xem xét các điều kiện thực tế của van này trước khi đi vào lý thuyết. Hơi đầu vào vừa trên 6 MPa, 454°C. Đầu ra giảm xuống khoảng 1 MPa, nhiệt độ mục tiêu dưới 200°C. Lưu lượng hơi 100 tấn mỗi giờ, nước phun giảm nhiệt 20 tấn mỗi giờ. Giảm áp dựa trên các tấm tiết lưu nhiều cấp cắn xuống từng bước. Giảm nhiệt dựa trên việc phun nước atom hóa kéo hơi quá nhiệt xuống.

Chỉ riêng các con số thì có vẻ không tồi? Hãy nghĩ bên trong buồng van. Hơi áp suất cao đi qua lồng cấp đầu tiên, giảm áp 30-40%, sau đó đi vào các xi-lanh perforated để chia dòng thứ cấp. Đồng thời nước làm mát phun từ vòi phun — sương nước 85°C đâm vào hơi 450°C. Đó là tôi nguội. Không phải một lần, mỗi chu kỳ đóng/mở van đều là một lần tôi nguội. Khi tắt hoặc thay đổi tải, van đóng, ngừng phun, nhiệt độ buồng từ từ tăng trở lại dải nhiệt độ cao — đó là ủ. Lần mở van tiếp theo, lại tôi nguội. Kim loại trải qua chu kỳ ứng suất pha nhiệt theo cách này tích lũy mỏi ranh giới hạt nhanh hơn nhiều so với ước tính điều kiện bình thường. Cơ chế này giống như búa锻 liên tục đập vào cùng một điểm — chỉ là "búa" là hơi và nước làm mát.

Mặt gãy cho thấy nhiều thông tin hơn phân tích lý thuyết. Không phải vết gãy va đập một lần với các cạnh thô — đây là vết gãy mỏi điển hình: vùng khởi đầu vết nứt, vùng lan truyền ổn định, vùng gãy tức thời. Ba giai đoạn rõ ràng có thể thấy. Nguồn vết nứt nằm ở bề mặt bộ phận bên trong gần vòi phun giảm nhiệt, đúng nơi sự xen kẽ nóng-lạnh mạnh nhất. Tháo bộ phận bên trong ra cho thấy rõ hơn toàn bộ tình trạng. 410SS với lớp phủ Alloy #6 cho nút, ống điều tiết A565 Gr.616HT ion-nitride, CA15 với vòng mặt đá Alloy #6 — thông số vật liệu không hề yếu. Nhưng thiết kế phun ban đầu đã biến các thành phần lõi này thành bề mặt đầu tiên chịu toàn bộ tác động của chu kỳ nhiệt. Nước làm mát đi vào buồng van qua khu vực stem để atom hóa bên trong tại phần đầu ra. Hiệu quả giảm nhiệt thực sự cao, khoảng cách bốc hơi ngắn. Cái giá phải trả là bộ phận bên trong phải chịu sự tôi nguội thay cho bạn. Đủ lâu, nó sẽ gãy. Đây không phải vấn đề vật liệu. Đây là cách sắp xếp cấu trúc khiến các thành phần quan trọng phải chịu sốc nhiệt tuần hoàn mà chúng không nên phải gánh. Vì vậy phương pháp cải tạo của chúng tôi quy về một điều — tách giảm áp khỏi giảm nhiệt. Nước làm mát không còn đi vào buồng van qua stem để atom hóa bên trong. Thay vào đó, nó được dẫn từ khu vực stem trực tiếp ra vòi phun gắn bên ngoài trên đường ống đầu ra. Chức năng giảm nhiệt chuyển từ tích hợp trong van sang bên ngoài đường ống. Thay đổi không lớn. Nhưng hiệu quả thực sự. Bộ phận bên trong chỉ chịu sự giảm nhiệt độ dần dần từ việc giảm áp hơi, không còn chịu sốc tôi nguội từ nước phun làm mát. Ứng suất chu kỳ nhiệt chuyển từ chế độ tôi nguội lặp lại sang chế độ biến thiên nhiệt bình thường. Tuổi thọ mỏi được cải thiện căn bản. Vòi phun trên đường ống đầu ra là một thành phần độc lập — nếu hỏng, chỉ cần thay thế riêng, không cần tháo thân van hay thay cụm bộ phận bên trong. Bộ phận bên trong không còn bị tra tấn bởi chu kỳ nhiệt sẽ kéo dài hơn.

Van điều tiết hơi, van giảm nhiệt, van bypass, van bypass tua-bin — các tên gọi khác nhau trong ngành, nhưng cùng logic vận hành cốt lõi: giảm áp hơi áp suất cao cộng với phun nước giảm nhiệt. Miễn là nước làm mát trộn trực tiếp với hơi bên trong buồng van, bộ phận bên trong phải chịu tôi nguội. Đủ lâu, nó sẽ gãy. Tách giảm áp khỏi giảm nhiệt. Để bộ phận bên trong chỉ xử lý giảm áp. Để vòi phun trên đường ống đầu ra xử lý giảm nhiệt. Thay đổi nhỏ, nhưng loại bỏ nguyên nhân gốc của việc nứt bộ phận bên trong do tôi nguội lặp lại. Nếu dự án của bạn gặp nứt bộ phận bên trong trong điều kiện vận hành tương tự, hoặc bạn muốn tránh rủi ro này khi chọn van mới, hãy liên hệ với chúng tôi để được giải pháp cải tạo cụ thể. Bài viết này là nội dung kỹ thuật gốc. Nghiêm cấm sao chép hoặc tái sản xuất không được phép. FLOWKS® Control Valves Từ khóa: Multi-stage pressure reducing control valve | Steam conditioning control valve | Pressure seal gate valve | FLOWKS control valve