蒸汽用溫度控制閥主要是根據物料(被加熱介質)的溫度來自動控制蒸汽的流量,目的是保證產品的質量和生產的連續自動和穩定,并最大限度地節約能源。蒸汽溫度控制閥的組成部分包含控制主閥、氣動薄膜執行器、定位器、壓空減壓過濾器、連接部件、電磁閥等。 蒸汽溫度控制閥與一般控制閥要求有較大不同,不僅介質高溫高壓,一般蒸汽壓差也比較大;蒸汽內一般含水,有沖刷、汽蝕和空化的可能;蒸汽加熱流量變化往往比較大,有時,控制閥需要長期工作在低負載工況;蒸汽薄膜控制閥有時需要面對可能的水錘或停機積水腐蝕。蒸汽控溫度制閥對關閉性能有一定要求,蒸汽的泄漏意味著被加熱介質溫度的上升和能源的浪費; 可見控制介質為蒸汽,具備高溫高壓且含水的高速流體,對控制主閥要求耐沖蝕、耐汽蝕,閥芯閥座要求全部采用高硬化處理的316L,有時需要采用硬質合金。控制閥閥體材質一般建議不要選用鑄鐵或球墨鑄鐵,這種材料成型時流動性好,廢品率低、加工成本較低;但對熱應力、硫化應力和冰凍比較敏感,在溫差變化大時容易開裂。
蒸汽溫度控制閥流道設計要盡可能低壓降,抗沖刷。主閥閥桿密封要能夠承受至少100萬次的上下行程動作。閥桿密封可選用:飽和蒸汽壓力低于8barg選用PTFE,壓力超過8barg的選用石墨或波紋管密封;對于過熱蒸汽要依據溫度和壓力來選擇閥桿密封。閥桿密封形式要采用彈簧自密封形式。 閥芯閥座如可能最好采用模塊式等百分比流動特性,有利于蒸汽的調節特性,并且方便流量系數的調整。口徑小于100mm的選用流開型,口徑大于100mm的可以選用流閉型。 蒸汽溫度氣動薄膜執行器要求膜片采用多層橡膠尼龍符合膜片,減少控制的遲滯性;并且膜片和恢復彈簧的工作壽命能夠承受至少100萬次的上下行程動作。 作為精確控制的要求,電氣結合的定位器不僅要求有良好的線性輸出和較短的響應時間,而且作為蒸汽系統的配套產品要有很好的散熱,內部電子元件要有一定的耐熱性能。壓空減壓過濾器作為保證控制閥良好的工作,不僅要把壓空內的油質和水分過濾,而且把壓空的氣壓控制在滿足關閉要求的最小壓力,以節約能源。 對于壓力和壓降比較的小的應用,選用一般的單座球形閥即可,對于壓降較大的應用建議選用一級或多級降壓套筒閥座。
對于蒸汽溫度控制閥門流通能力CV值的選用要非常小心,一般建議實際流通能力在閥門CV值的25%-85%;當管道口徑與控制閥門口徑不一致時,要選用同口徑縮小CV值的控制閥。一般不要選用縮小閥門口徑的做法,雖然節省一定成本,但會犧牲流動和控制穩定性以及將來維修的便利性。當負載變化超過20:1時,可以選用分程溫度控制。 選定CV值的流通能力,但可以通過增大閥體口徑來實現噪音水平互控制,同時也可以減小閥門出口流速,減小噪音超標的可能性。如果在閥門進口處能保證為干飽和蒸汽的話,可以認為飽和蒸汽的出口流速在150m/s至200m/s以內。因為在這種情況下,由于減壓作用干飽和蒸汽離開控制閥的時候是過熱蒸汽。