减温器

安装

在安装减温器时，需要考虑一些重要的因素，
即:

• 冷却水的性质。
• 减温器本身的安装。
• 辅助a是必需的。
• 控制阀用于冷却水管路和过热蒸汽管路。

如图15.4.1所示是一个管路减温器的总体安装。

冷却水特性:

• 温度-最有效的减温是使用热的冷却水，最好是尽可能接近饱和温度。然而，如果绝对必要，可以使用低至5°C的冷却水。

使用热水有以下优点:

• 它最大限度地缩短了水粒子在蒸汽中悬浮的时间。
• 它蒸发得更快。
• 它最大限度地减少了落入管道内壁的水量。

然而，使用高温冷却水有两个缺点:

1. 冷却水温度越高，所需流量就越大，因为冷却效果较低。
2. 除非能提供所需温度的水，否则可能需要安装额外的加热装置。

由于使用热水的好处，对热水供应管道进行绝缘是合理的，以最大限度地减少热损失，并保护人员。

• 质量-注入水的质量很重要。注入水的总溶解固体(TDS)含量应尽可能低，因为从溶液中出来的固体会沉积在:

1. 阀门的表面。
2. 减温器喷嘴的小孔。
3. 减温器下游的管道内侧。

除了降低TDS水平外，所有冷却水都应该通过在水控制阀前安装的合适的除氧器和过滤器。除氧器将水脱氧，从而减少系统中氧腐蚀的可能性。

• 压力和流量-如模块15.2所述，冷却水的压力以及喷嘴的面积决定了冷却水进入减温器的流量。表15.3.1给出了每种类型减温器所需的典型最小压力(高于过热蒸汽压力)。需要注意的是，对于不同的制造商和不同的蒸汽压力，这些可能会有所不同。
  如果使用增压泵，则需要一个“泄漏回管线”，以确保在低冷却水需求时始终有足够的流量通过泵。

• 控制-在水控制阀上不可避免地需要一个压降。当使用接近饱和温度的冷却水时，需要注意确保压降不会大到足以使水闪蒸。
  在水控制阀中可以选择一个等百分比的特性塞，这通常会补充泵的特性。

• 源-在高压和高温下很难获得水。冷却水有许多可能的来源;和选项包括:

1. 水从锅炉给水泵的压力侧(如果锅炉使用调节液位控制)。
2. De-mineralised水。
3. 冷凝。
4. 城镇水。然而，这可能需要进行处理，以提高质量，否则盐可能沉积在减温器下游管道的内部。

减温器安装

减热器站的总安装长度因尺寸和类型而异，但一般约为7.5米。

大多数减热器可以安装在任何方向(可变节流孔是一个明显的例外)，但如果安装垂直，流量应该是向上的。

文丘里管最好安装在垂直管道上，流体向上流动，因为这有助于水和蒸汽的混合。然而，由于所需的垂直空间，这种安装通常是不可能的。

过热蒸汽压力控制

虽然可以设计在不同的上游压力下运行的减热器装置，但如果保持恒定的供应压力，则要简单得多。

冷却水的添加量由减温器后蒸汽的温度控制。温度越高，控制阀开得越多，加水量也越大。目标是将蒸汽温度降低到设计排放温度的很小范围内。

如果过热蒸汽供应压力增加，饱和温度也会增加。
然而，冷却剂控制器上的设定值不会改变，过量的水将被添加，导致湿蒸汽。用于控制过热蒸汽压力的压力传感器理想地应该位于使用点，以便压力控制阀能够补偿减温器和使用点之间的任何线路损失。

温度传感器定位

注水点到温度感测点的最小距离是关键:

• 如果传感器离注水点太近，蒸汽和水的混合就没有完成，温度传感器会给出错误的输出。
• 如果传感器距离太远，会使安装变得不必要的长。

不同型号的减温器，不同厂家的减温器，最小安装距离也不同。它通常被指定为之间温差的函数
所需的出口温度和入口温度或冷却剂温度。
典型厂家传感器定位图如图15.4.2所示。

分离器站

减温器后面的管道的有效排水是必不可少的。为确保水不会在任何地方积聚，管道应按水流方向每米下降约20毫米，并应设有分隔站。

用于排放分离器的疏水阀应该仔细选择，以防止空气结合，疏水阀的排放管道应该有足够的能力处理排放，并且应该尽可能地垂直固定。此外，在排水管中必须有足够的空间使水向下流动，空气向上流动。疏水阀还必须能够承受过热条件。

在关键的应用中，例如，在涡轮机之前，分离器就更加重要;在控制失效的情况下，分离器将除去夹带的水，并防止向蒸汽中加入过多的水。

隔离阀
为了安全进行维护，建议在以下上游安装隔离阀:

• 过热蒸汽压力控制阀。
• 减温器。
• 冷却水供应。

通常情况下，这些管道的安装距离隔离的管道直径不小于10倍。

安全阀

当压力控制站发生故障时，可能需要一个安全阀来保护减温站下游的设备不受超压的影响。

必须确保安全阀的排放管道引到安全区域。这是特别重要的，因为高温过热蒸汽可能被排放。

额定温度和压力

大多数用于蒸汽系统的设备在设计时都考虑到了饱和蒸汽。因此，重要的是，在减热器站中使用的所有设备都要容忍过热蒸汽的最高温度和压力。

大多数设备都有特定的压力和温度限制，这些限制是基于材料的公称压力(PN)额定值和设备的特定设计。根据定义，PN额定值是材料在120°C时所能承受的最大压力。例如，PN16等级意味着该材料将在120°C下承受16bar g的压力。在更高的温度下，最大压力会下降，然而，确切的关系是变化的，取决于材料。

图15.4.3描述了PN16、PN25和PN40额定产品在非特定材料上的典型压力/温度梯度。需要注意的是，根据规格不同，不同的材料会产生不同的温度梯度。

此外，部件如垫片、紧固件和内部部件可能对最高温度和压力有进一步的限制作用。

控制

减温器站使用的控制装置的选择和安装是一个重要的考虑因素，因为它们会影响到减温器的整体降压。如果安装的控制装置的调节比减温器本身的调节比低，则减温器站的调节会降低(参见模块15.2)。

有关基本控制理论和实践的进一步信息可在第5至8区块(包括)找到。

选择

在为特定应用选择合适类型的减温器时，需要考虑以下因素:

• 分离器站-这可能是最重要的考虑因素之一，因为不同类型的减温器可以有效减温的过热蒸汽流量范围有显著差异。

这里需要注意的是，尽管确保设备将有足够的下降流量可能遇到，重要的是不指定比实际需要更大的下降能力。这主要影响成本，但也可能导致系统性能差。大多数减热器往往在指定流量的较高端表现得更好，而系统设计师往往会考虑由于扩张而增加容量，这往往会加剧性能差的情况。作为一个极端的例子，如果指定的最大流量是当前需求的10倍(为了考虑到未来的增长)，减温器将在其满流量的1 - 10%之间运行，而不是设计的10% - 100%。

• 减热蒸汽温度-如前一个模块所示，不同类型的减温器能够将蒸汽温度降低到饱和温度的几度以内。例如，如果需要减过热蒸汽温度在饱和温度(TS)的5°C以内，则应选择文丘里式或可变节流孔式减温器(见表15.3.1)。

一般来说，在允许有一定程度的剩余过热的情况下，减过热蒸汽温度应尽可能高于饱和温度。这是有益的原因有以下几个:

1. 成本-接近饱和温度通常只能通过更昂贵的类型的减热器实现。
2. 控制器灵敏度-这可能是一个问题，减温蒸汽温度要求接近饱和温度。有限的控制器灵敏度是大多数减热器在接近饱和温度时受到限制的原因之一。例如，如果控制器的灵敏度为±5℃，则无法区分饱和温度和5℃以上的温度。如果这样的控制器将蒸汽温度解释为TS以上5°C，而蒸汽实际上处于TS，它将增加冷却水的流量。但由于饱和蒸汽的温度不会减少(由于蒸发潜热),控制器将越来越冷却剂,因为它仍然相信系统会在5°C以上TS。这将导致非常湿蒸汽驱后的蒸汽主要减温器。
3. 当过热蒸汽温度降到接近饱和时，由于两者之间的温差减小，使冷却水蒸发变得越来越困难。
4. 较低的温差也降低了水和蒸汽之间的传热速率，因此水滴必须在悬浮中停留更长时间才能蒸发。这就增加了水粒子从管道中悬浮下来的可能性。为了防止这种情况发生，当温度接近TS时，蒸汽的速度需要增加，以产生更多的湍流。冷却剂供应压力-减温器类型的选择也取决于在必要压力下的冷却水供应情况。如果使用现有的冷却水，比如锅炉给水泵的压力侧冷却水，将会带来成本优势。
   如果可用的压力不足以满足某一特定类型的减温器，则必须作出额外的泵送安排。
   典型的制造商选择图如图15.4.4所示。它是基于典型的性能和安装特点，如表15.3.1所示。

用于确定减温器大小的方法取决于特定的制造商和减温器的类型，因此不在本出版物的范围之内。

典型的应用

减温器主要应用于两个领域:

1. 发电。减热器主要用于降低汽轮机旁通系统排放的蒸汽的温度，使其达到一个有效的水平，以便在电厂其他需要饱和蒸汽进行传热的部件上运行。
2. 过程工业——在过程工业中，减热器被用作系统的一部分，用于降低锅炉蒸汽的温度和压力，使其达到经济运行水平。表15.4.1展示了一些特定行业的常见应用示例。