锅炉房和分汽缸该如何正确选用蒸汽阀门？

锅炉房和分汽缸该如何正确选用蒸汽阀门？

对于蒸汽系统而言，分汽缸是蒸汽分配系统的源头。分汽缸安装的KWZK截止阀对后端整个蒸汽系统具有重要的影响。

而很多用户由于对分汽缸上KWZK截止阀的应用或需求不明确，采购阶段往往意识不到其重要性，而选用了普通的阀门。

当在实际的操作和使用时才深有体会，经常被内漏、外漏、开关难等问题反复困扰。

一、分汽缸上使用的KWZK截止阀有哪些特点？

特点1：

锅炉燃烧效率不可能为100%，容易造成出口处的蒸汽含水量大。当蒸汽经过阀门时一般以湍流形式流动，且流速较大。

若蒸汽中含有水分，水的密度是蒸汽密度的300多倍，因此产生的冲刷力非常强，密封面经常被冲刷出线槽型，像被钢刷打过的痕迹。--这个特点容易造成内漏。

特点2：

锅炉出来的蒸汽，有间断性过热现象，并且压差比较大，蒸汽流速快，对密封面的冲蚀破坏严重。

若锅炉水软化处理不好，往往会析出部分酸碱物质，对密封面会造成腐蚀和冲蚀；

还有一些可结晶的物质，也可能粘附在阀门密封面上，导致阀门无法严密密封。--这个特点容易造成内漏。

特点3：

分汽缸进出口阀门，因阀后蒸汽用量，会随着生产需求时大时小。

在流速变化和汽液两相转换的情况下，很容易产生闪蒸、空化等现象，从而对阀门密封面造成冲蚀、汽蚀等破坏。--这个特点容易造成内漏。

特点4：

分汽缸进出口总阀，管控着全厂用汽的启停。在刚启机送汽时，为了避免冷管快速开关，造成主管线过度膨胀、振动或水锤冲击。

总阀必须要先小开度打开，让管道缓慢预热后再启动。当阀门处在小开度（15%开度）下过蒸汽时，流速会飞快，对内密封面的冲蚀严重。--这个特点容易造成内漏，双阀瓣结构可解决此问题。

特点5：

口径大，压差大。全压差关断，开关特别困难，只能借助加力杆（或F扳手）。

一旦用力操作不当时，容易造成阀门铜螺母、阀杆、波纹管组件、内密封件或其它部件的损坏。--开关难，高进低出结构可解决此问题。

特点6：

开关操作频繁。特别对于非连续运行的系统，频繁开关会造成内密封磨损严重，导致内漏关不紧。

并且在高温高压下，填料和密封圈容易老化，一旦填料函被磨损或老化后会产生外漏。

特点7：

影响生产效率。由于在蒸汽分配的源头，一旦停汽维护，影响整个下游系统的运行。

并且口径大，重量重，给维护或更换带来不便。只能选择在系统停机或对生产影响最小的时候，只能是非工作时间加班维修。

特点8：

蒸汽高温高压，流速快。若有水锤冲击时，阀体容易有穿孔或被水锤击穿的问题。此特点解决方法，首先阀体壁厚需符合正规国标要求，避免选用偷工减料的产品。

材质建议选用铸钢，由于铸钢是精密铸造而成，组织紧密，坚固耐用。避免选用铸铁，由于砂型铸造过程中易产生疏松、砂眼，而导致铸件缺陷易穿孔。

二、根据上述工况的使用特点，对KWZK截止阀的要求需具备以下性能：、

1、内密封（阀瓣和阀座）：

需具备耐冲蚀、耐汽蚀、耐磨损，抗腐蚀、抗硬度的特点，才能抵抗工况的特殊性带来的损坏。

并且在频繁开关下，仍能确保紧密切断，尽量避免维护或更换阀门带来的系统停机，严重影响生产效率。

2、阀杆外密封需做到零泄漏：

一是减少能源浪费；

二是避免安全隐患，当蒸汽外漏，容易造成人员在开关操作时烫伤;

三是减少维护，节省人力更换填料或密封圈等低价值的工作。

3、解决压差大，开关难的问题，无需加力杆。

在冷管道刚启机时，具备缓慢启动，有效防止管道热应力。

当开启过快时，管道的连接处、膨胀节处易出现破裂，久而久之出现蒸汽的跑冒滴漏现象，浪费能源。

严重时出现裂管，还会出现管道振动或水锤冲击等现象。

因此，在选择阀门时，首先要认识到工况的特殊性，其次明白针对特殊性，对阀门有哪些基本要求。

然后，再结合市场上各厂家阀门的优缺点，选择到最合适的阀门，才能彻底解决问题。

三、分析普通的开关阀，为什么不建议用在锅炉房或分汽缸。

第一种 KWZK柱塞阀：

柱塞阀是第一代开关阀，有上下两个密封圈，密封效果由柱塞与密封圈紧密配合来达到。密封圈为柔性石墨或PTFE，俗称“塑料王”。

如下剖面图

阀杆外密封：阀杆密封用填料和上密封，压紧填料就可以实现密封。

上密封环：由阀体、阀盖的连接螺栓、螺母、弹簧垫压紧组成，

下密封：靠柱塞外径和密封环形成密封。

优点：

1）刚开始使用时，密封很可靠。

2）维修简便，只需更换密封圈即可。

缺点：

1）由于填料或密封圈的摩擦阻力，开关非常慢，而且很难、很紧。

2）寿命较短，因为石墨密封圈容易被磨损、冲蚀、或高温老化。

3）阀瓣一旦与阀座接触，就会产生很大的摩擦力，因此它的机械磨损很大，寿命较短，容易产生内漏。

4）经过一段时间的使用，密封环如有磨损及渗漏，必须先将阀门关闭后，再将中法兰螺栓均匀地略加旋紧以至不渗漏。

更换时应防止柱塞和新装密封环裂痕和碰伤。需要经常性维护，并且维护人员需要有一定的经验。

第二种 KWZK填料式截止阀：

填料式截止阀，是在柱塞阀基础上发展起来的第二代开关阀。

外密封是用填料函安装在阀杆和阀帽之间，阻止蒸汽从阀杆处外漏。为了保证密封性，填料要紧密地压紧在阀杆缝隙中，造成截止阀操作困难。

如下剖面图

阀芯阀座内密封改用了金属硬密封，所以相比柱塞阀，开关起来轻松，但还是很紧，大口径同样需要借助加力杆才能操作。内密封寿命则比柱塞阀要长。

优点：

1）刚开始使用时，密封很可靠。

2）维修简便，只需更换填料函即可。

缺点：与柱塞阀类似，开关很紧，要经常更换填料，费时费力，容易外漏。

第三种 KWZK闸阀：

闸阀的启闭件是闸板，闸板的运动方向与流体方向相垂直，闸阀只能作全开和全关，不能作节流使用，不满足缓慢启机需求。

闸阀在开关时阀芯和阀座密封面始终接触并相互摩擦，因而密封面容易磨损造成内漏。

如下剖面图

优点：

1、流体阻力小，阀体内部直通，启闭行程短，介质是直线流动的，阻力小，最适用水介质。

2、可以使用在介质向两个方向流动的环网管道上，介质的流向没有方向性。

3、介质带有悬浮颗粒，可选用平板闸阀。

缺点：

1、在启闭过程中，内密封面之间有相对摩擦，磨损较大，甚至在高温时容易引起擦伤现象。密封面很容易夹杂固体颗粒而损伤密封面。

2、闸阀一般为填料外密封，容易外漏，操作困难。

3、而国内生产的闸阀，较大口径一般采用双弹性闸板，在蒸汽等高温介质状态下，会产生变形，难以确保密封。

第四种 KWZK球阀

球阀都是橡胶、尼龙或PTFE软密封作为阀座密封圈材料，常规PTFE的最高耐温为180℃，增强型PTFE耐温可达232~260℃。

如下剖面图：

而锅炉房一般都有0.8MPa，对应温度有175℃。长期在高温下使用，密封圈容易软化、变形、磨损，导致阀门泄漏关不紧。

球阀只能全开或全关，不能做节流使用，不满足缓慢启机需求。

总结，通过上述四种常见开关阀优缺点对比，阀杆外密封全都是采用填料或密封圈做密封材料。

需要压紧盘根填料，使得阀杆摩擦力很大，开关非常困难。

锅炉房或分汽缸多数是大口径阀门，操作人员不得不用F扳手或加力杆才能操作。

这样带来了以下两个问题：

1、使用F扳手操作，用力不均匀或难以控制，阀杆容易受剪切力或扭力作用出现变形、断裂。

一旦阀杆变形，也导致填料快速磨损，从而导致阀门外漏。

2、使用F扳手操作，易用力过度，关闭过紧，容易导致部件受损，影响阀门正常工作。

而相反，用力不足时，阀门关闭不够，导致内漏，长时间内漏导致阀芯抽丝，永久性无法关闭，造成能源浪费。

因此，需要解决外漏，开关紧的问题，首先要选用新一代的波纹管密封截止阀。

其外密封部件，是采用金属波纹管，下端与阀瓣焊接，上端与连接板焊接，在流体介质和大气之间形成一个金属密封，确保阀杆处零泄漏，无需定期更换填料，零维护。

如下剖面图

这种新节能型的结构，彻底解决了填料填充在阀杆周围，有摩擦阻力，会增大阀门开关难，并且填料磨损有外漏的问题。

像上述分析的柱塞阀，填料式截止阀，闸阀和球阀，由于结构存在不足之处，明显就不适合。

五、如何解决大口径阀门容易内漏、外漏或开关难的问题：

在国内外众多品牌中，同样做波纹管截止阀的也很多，价格和品质也是参差不齐。

如果您担心，因为不懂行会选购到以次充好的产品，那我将以维远大口径波纹管截止阀的特点为例。教会您该从哪些方面去辨别好坏，希望能帮助您选择到最合适的产品。

科威（DN125~DN350）大口径实物图

科威大口径波纹管截止阀特点如下：

1、外密封优势-零泄漏、零维护

1）、波纹管有“Ω”型和“U”型两种，其中“Ω”型的加工难度更高，但寿命比“U”型长久，抗疲劳性能更好；

2）、波纹管常用的材质有304、321、316 和316L等，可做单层、双层和三层的波纹管，不同的组合，使用寿命（开关次数）差别很大。

由于波纹管随着阀门的动作而伸缩，要求波纹管具有一定的柔韧性和抗疲劳强度，其中316L不锈钢最适合，大口径都建议选用三层为佳。

如果是单层304不锈钢的波纹管，开关次数大约2000-3000 次。

而科威大口径波纹管截止阀，采用三层316L 不锈钢“Ω”型波纹管组合，开关次数高达10000 次。

3）科威波纹管组件采用波纹管与阀瓣一体化的组件，使波纹管与阀杆分离，即使阀门过度开关时，波纹管也不会产生扭曲、变形或断裂等现象。

而国内外厂家的波纹管组件，多数是把波纹管与阀杆焊接在一起。

当阀门过度开关时，波纹管下端跟着阀杆转动，而上端被中法兰压紧。在受到径向扭矩时，波纹管壁厚又很薄（一般0.2-0.5mm/层），就特别容易被扭曲变形，导致波纹管断裂而产生外漏。

2、内密封优势-寿命更长久

1）、科威阀瓣和阀座均堆焊耐冲蚀、耐磨损、高硬度的司太立硬质合金，并抛光研磨成镜面。

使得内密封在抵抗闪蒸、汽蚀、磨损、抗硬度性能更强，确保内密封寿命长。

如下图：

2）、科威采用冷压嵌入的独立阀座，接触面可以高精度加工，像镜子的表面一样光洁、平整，确保阀座与阀瓣的接触面高度配合。

如下图：

而普通截止阀，是从阀体加工一个台阶称作阀座，普通的铸铁材质容易含气孔、砂眼、夹砂等铸件缺陷。

在开关几次后，台阶就容易被冲蚀磨损掉。并且由于密封面不方便在车床精加工，粗糙的密封面，寿命很短就内漏。

如下图：

3、双阀瓣结构的优势-开启更轻松；并缓慢均匀预热管道，避免水锤冲击。

1）、在开启阀门时，手轮转动将小阀瓣打开，使蒸汽先从小阀瓣通过进行泄压，蒸汽流速会降低。

随着蒸汽通过小孔进入到大阀瓣下端，出口压差越来越低，从而使大阀瓣开启更轻松。

2）、小阀瓣先流通蒸汽，对于新开启的管道，起到缓慢均匀预热，避免由于冷管时快速开关，造成管线过度膨胀或水锤冲击。

不再因为需要小开度开启缓管，而造成过度冲蚀，影响使用寿命及密封效果。

如下图：

普通的阀门由于没有设计双阀瓣结构，若考虑启机暖管需要，通常都是在主截止阀旁安装一个DN15的小阀，作为启动缓管的阀门。

在启动前，先开启小阀门15分钟暖管后，才会打开主阀通蒸汽。

但分汽缸上截止阀数量多，都安装旁通的话，增加了空间要求，同时也给操作带来不便。

如下图：

4、高进低出流向的优势--关闭更轻松

当阀门将要完全关闭时，利用高进低出的流向，借助蒸汽压力作用于大阀瓣上，辅助大阀瓣的力向下靠近，与阀座更紧密接触，起到止流作用（同止回阀原理）。

再关闭小阀瓣，从而使阀门关闭更轻松，无须使用加力杆。

如下图：

而普通的阀门流向多数都是低进高出结构，当在关闭时，蒸汽的流向压力与作用力相反，两股压力相抵抗，导致关闭非常困难。

结语

采用双阀瓣平衡结构和流向高进低出的设计，是解决压差大开关难的最核心技术，真正实现了双向开关都极为轻松。

由于考虑到加工难度和造价成本，很多普通厂家都不愿意这么设计，所以很多用户会遇到，同样是波纹管截止阀，但解决问题的效果却有很大差异。