高圧蒸気放散弁として、どの種類のバルブが優れているか、実際の使用経験を教えてください

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高圧蒸気放散バルブにはどの種類のバルブを選ぶべきか？高圧蒸気の放散に使用されるバルブは、固着したり、使用を続けるうちに漏れが発生したりすることがあり、これらの問題が計装技術者たちを悩ませています。本稿では、昌晖計器が実際の事例を交えながら、高圧蒸気用バルブの選定に関する経験を紹介します。 ある製油所の年間80万トン処理能力を持つ触媒装置では、中圧蒸気の主管路の圧力が安定していないため、装置に入る前にDN200の放散管が設置されている。通常は放散弁は完全に閉じられており、蒸気の滞留量が設定値を超えたときにのみ圧力を一部放出し、管内の蒸気圧を比較的安定させている。調節弁は地上に設置されている。 高圧蒸気排出弁 yunrun.com.cn/tech/2765.html 不具合の状況 説明 最初は硬質シール球弁を採用し、運用開始当初は正常に動作していた。 しかし、しばらくすると頻繁に詰まりが発生し、漏れ量や排気音も大きくなって、装置の正常な運転に深刻な影響を与えます。 故障原因分析
このケースの運用条件では、バルブには高い性能が求められます。高圧蒸気排出用バルブを使用するためには、以下の要件をすべて満たす必要があります。
1. 漏れ量を少なくすること
パイプ内には2.5MPaの圧力が常にバルブの前側にかかっており、バルブの後側は常圧環境です。もし調節バルブの漏れ度合いが低い場合（目視で連続した水の流れが見える程度）、それによってバルブのシール面が継続的に侵食され、「堤防が崩壊する」ような現象が起き、隙間が急速に広がり、シール機能を失ってしまいます。調節弁の漏れ等級がV級以上（滴状の漏れあり）であって初めて、上記の現象を防ぎ、長期にわたってシール性能を維持することができる。 ハードシール式ボールバルブとトリプルエキセントリックバタフライバルブのいずれも、静的な性能において上記の要求を満たすことができ、過熱蒸気の高温度環境にも耐えられます。ただし、高温度環境で使用される製品の部品材料や隙間は、常温度環境下のものとは明らかに異なる点に注意する必要があります。 直動式バルブの中では、ハードシールゲートバルブも密封要件を満たすことができる。 通常のスリーブ式調節弁（ケージ型二重座構造）の漏れ等級は、一般的にIV級以下である（特に高温環境下では）。シングルチェアバルブのソフトシールはクラスVIまで対応可能で、ハードシールは通常クラスIVです。クラスVやVIにする場合は特別な加工が必要です。また、DN200のシングルボールバルブでは、2.5MPaの圧力差においてアクチュエータの推力が十分でない。 2、典型的な間欠制御に属し、媒体の温度が急激に変動する。現場のバルブ位置から見ると、そのバルブ手前の垂直管の高さは約15メートルである。通常の運転時には、バルブの前に一定の高さだけ凝縮水が溜まり、その温度は数十度程度です。しかし、過圧放出時には、これらの凝縮水はごく短時間で吹き飛ばされ、その後には450℃の過熱蒸気が続く。このような温度の急激な変化は、バルブの熱膨張と収縮を直接引き起こし、本例においては元々の硬質シール球弁では現場の要求を満たすことができない。球弁の球面とバルブシートの接触部は、密封効果を保つために常に密着していなければならないが、急激な温度変化の下では、立体形状の球心の熱膨張係数は平面形状のバルブシートよりもはるかに大きくなる。 三偏心バタフライバルブの支持軸と軸受けの間の噛み合いも同様です。 同様に、スペースの組み合わせを支持としているロータリー式バルブは、基本的にこの作業条件に適応するのが非常に難しい。また、バルブ部品の材料選定にあたっては、急激な温度変化による熱応力に耐えられることも考慮する必要があります。バルブ本体の材質には、モリブデンを含むWC6/WC9/CF8Mなどの鋳造品や鍛造品を選ぶべきで、バルブ内部の部品には、クリープ抵抗性を高めるためにF11/F22/F316などの鍛造品を使用すべきです。 3、調整性能の要求が高い。 排気バルブの開度は圧力値の超過状況に応じて制御されるため、過圧がそれほど大きくない場合には、短時間だけ低開度の状態となります。一方で制御が難しくなり、他方でスロットル口の侵食が激しくなる。 遮断弁の流路は全通径であり、完全に閉じた状態でのデッドゾーンが大きいため、調節には適しておらず、開閉のみに使用される。この例では、開度が小さい状態で動作すると、シャットバルブのシール面の下端が媒体によって局所的に侵食されやすく、損傷してシール性能が低下するため、適用できない。 4、騒音が低い　中圧蒸気の排出時には騒音が大きくなり、出口には消音器が設置されているものの、バルブの後ろの配管部分では依然として85dBを超える騒音が発生するため、騒音低減対策を講じる必要がある。調節弁の場合、スリーブに騒音低減策を施すのが比較的容易であり、他のタイプのバルブではあまり適していない。 解決策 この装置の高圧蒸気排出弁には、多段減圧スリーブバルブが採用されている。 制御バルブ yunrun.com.cn/product/list_88.html 以上のことから、通常のバルブでは上記の4つの要件を同時に満たすことは難しい。最終的にBFS技術を採用した多段式ノイズスリーブバルブは、線形シール構造による優れた遮断性能と、弾性黒鉛シールリングの優れたエネルギー吸収能力および案内性により、ユーザーが抱えていた高圧蒸気排出バルブの選定問題を解決し、長年にわたって安定して動作し続けました。