Thomas Insights へようこそ。私たちは毎日、最新のニュースと分析を公開し、読者の皆様に業界のトレンドを常に把握していただけるよう努めています。こちらからサインアップして、その日のヘッドラインを直接受信箱にお送りください。
温水ボイラーで生成される蒸気は、工業用途で広く使用されています。乾燥、機械作業、発電、プロセス加熱などの工業プロセスは、典型的な蒸気用途です。蒸気バルブは、入口蒸気圧力を下げ、これらのプロセスに供給される蒸気と温度を正確に調整および制御するために使用されます。
他のほとんどの工業プロセス流体とは異なり、蒸気には特定の特性があり、バルブで制御するのが困難です。これらの特性には、蒸気の高容量と高温、および凝縮能力があり、これにより体積がすぐに 1,000 分の 1 以上減少することがあります。バルブをプロセス制御ツールとして使用する場合、蒸気を使用する際に考慮すべき点がいくつかあります。
以下は、蒸気を使用する際に絶対にしてはいけないバルブ アプリケーションにおける 7 つの最も重大なミスです。このリストには、蒸気バルブ制御に関するすべての注意事項が記載されているわけではありません。蒸気を調節する際に損傷や危険な状態につながることが多い一般的な操作について説明しています。
蒸気が凝縮することは誰もが知っていますが、蒸気パイプラインのプロセス制御について議論するときには、蒸気のこの明らかな特徴が忘れられがちです。ほとんどの人は、生産ラインは常に高温で気体状態にあり、バルブはこれを考慮して設計されていると考えています。
ただし、蒸気ラインは常に連続的に稼働しているわけではないため、冷却されて凝縮します。また、凝縮には容積の大幅な減少が伴います。スチーム トラップは凝縮した蒸気を効果的に処理しますが、蒸気ラインのバルブ操作は、通常液体とガスの混合物である液体の水を処理するように設計する必要があります。
蒸気が非圧縮性の水を急激に加速させ、バルブや継手によってブロックされると、蒸気パイプ内でウォーターハンマーが発生します。水は高速で移動するため、軽度の場合は騒音やパイプの動きを引き起こし、重度の場合は爆発効果を引き起こし、パイプや機器に損傷を与えます。蒸気で操作する場合、プロセスパイプラインのバルブはゆっくりと開閉して、流体の突然の破裂を防ぐ必要があります。
蒸気用途向けに設計されたバルブは、圧力と温度の設計条件の下で動作する必要があります。蒸気は急速に膨張して大きな体積になります。温度が 20 K 上昇すると、バルブ内の圧力が 2 倍になりますが、バルブはそのような圧力を想定して設計されていない可能性があります。バルブは、システム内の最悪のケース (最大圧力と温度) を想定して設計する必要があります。
バルブの仕様と選択でよくある間違いは、蒸気用途に適さないタイプのバルブを選択することです。ほとんどのタイプのバルブは蒸気用途で使用できます。ただし、機能と制御は異なります。ボール バルブまたはゲート バルブは、バタフライ バルブよりも実現しやすい正確な流量制御を提供します。流量が大きいため、この違いは蒸気用途では重要です。蒸気用途でよく使用される他のタイプのバルブには、ゲート バルブとダイヤフラム バルブがあります。
バルブ タイプの選択における同様の誤りは、アクチュエータ タイプの選択です。アクチュエータは、バルブを遠隔的に開閉するために使用されます。一部のアプリケーションではオン/オフ アクチュエータで十分な場合もありますが、ほとんどの蒸気アプリケーションでは、圧力、温度、および量を正確に制御するためにアクチュエータを調整する必要があります。
蒸気用途のバルブを選択する前に、バルブ全体で予想される圧力降下を見積もってください。1.25 インチのバルブは上流圧力を 145 psi から 72.5 psi に下げることができますが、同じプロセス ストリームの 2 インチのバルブでは、145 psi の上流圧力が 137.7 psi にしか下がりません。
小型のバルブを使用すると、特に十分な量がある場合、コスト効率が良く魅力的ですが、残念ながらノイズが発生しやすくなります。また、振動にも関係し、バルブや配管継手の寿命が短くなります。ノイズと振動を管理するには、必要以上に大きいバルブを検討してください。蒸気バルブには、特別なノイズ低減装置も付いています。
バルブのサイズ設定におけるもう 1 つのエラーは、1 段階での圧力低下です。これにより、バルブ出口での蒸気速度が高くなり、浸食と呼ばれるプロセスで表面が摩耗します。供給蒸気圧力が現地の要件よりも数桁高い場合は、2 段階以上の圧力低下を検討してください。
バルブ サイズの最後のポイントは、臨界圧力です。これは、上流圧力をさらに増加しても、バルブを通過する蒸気流量が増加しないポイントです。これは、必要なプロセス アプリケーションに対してバルブが小さすぎることを示しています。特に部分負荷の場合、バルブ位置のわずかな変化が制御機能に大きな変化を引き起こす可能性がある「スイング」を回避するために、バルブのサイズは大きすぎないように注意してください。
蒸気バルブとそのプロセスの設計は難しい場合があります。水と蒸気の体積差、結露、ウォーター ハンマー、ノイズに対処するための仕様はわかりにくい場合があります。蒸気システムを設計する際、特に初めて設計する場合、多くの人がこれらのよくある間違いを犯します。結局のところ、間違いを犯すことは学習の自然な一部です。情報を十分に理解しておくと、蒸気アプリケーションのコスト増加やダウンタイムにつながるエラーを回避するのに役立ちます。
Copyright © 2021 Thomas Publishing Company。無断複写・転載を禁じます。利用規約、プライバシー ポリシー、カリフォルニア州の非追跡通知を参照してください。この Web サイトは 2021 年 10 月 8 日に最終更新されました。Thomas Register® および Thomas Regional® は Thomasnet.com の一部です。Thomasnet は Thomas Publishing Company の登録商標です。
投稿日時: 2021年10月8日
