A kazán PRV szivárgása: kiváltó okok, kockázatok és ipari javítási gyakorlatok

Miért szivárog a kazán PRV: Először a következtetés

Hajnali háromkor meleg tócsa terül el a padlón egy előző nap tökéletesen működő kazán alatt. A természetes reakció az, hogy feltételezzük, hogy a szelep meghibásodott, és cserét rendelünk el. Ez a reakció általában rossz. A kazán PRV szivárgása a nyomáshiba tünete valahol a rendszerben, és a nyomáscsökkentő szelep egyszerűen az egyetlen alkatrész, amely elég őszinte ahhoz, hogy jelentse.

A nyomáscsökkentő szelep, más néven PRV, biztonsági szelep vagy nyomáscsökkentő szelep, egy mechanikus eszköz, amely rögzített alapértékre van rögzítve. A lakossági és könnyű kereskedelmi melegvíz-bojlerek általában 2,5 bar vagy 30 psi nyomáson működnek. Az ipari egységek a nyomásosztálytól és a vonatkozó tervezési kódtól függően lényegesen magasabbra vannak állítva. Abban a pillanatban, amikor a tömítőfelületek felemelkednek az ülésről, akár egyszer is, a víz, a vízkő és a lebegő anyagok az ülőfelületekre kerülhetnek. Amikor a szelep ismét bezárul, a lapok már nem illeszkednek tökéletesen. Ekkor kezdődik a csepegés, először szaggatott sírásként, majd folyamatos szivárgásként, amely soha nem szűnik meg.

A szivárgás tehát egyszerre tünet és következmény. Tünetként a nyomásszabályozásra, a hőtágulásra vagy a vízutánpótlás szabályozására mutat. Következésképpen ez azt jelenti, hogy maga a szelep valószínűleg megsérült, és ki kell cserélni. Fordítsa meg ezt a sorrendet, és azt a mintát kapja, amelyet a legtöbb üzem- és épületmérnök felismer: minden fűtési szezonban új szelep, és néhány héten belül ugyanaz a szivárgás.

A helyes sorrend rövid. Először olvassa el a rendszer nyomásmérőjét. Másodszor tesztelje a tágulási tartály előtöltését. Ellenőrizzük a nyomáscsökkentő vagy az öntöltő szelep harmadik részét. Csak ezután mondjon ítéletet a nyomáscsökkentő szelepről. Megfelelően követve ez a sorrend a lakossági esetek nagyjából háromnegyedét úgy oldja meg, hogy egyáltalán nem érinti a szelepet.

Az ipari oldalon nagyobb a tét. A hulladékhő-kazánok, gazdaságosító bankok, levegő-előmelegítők és héj- és csőhőcserélők folyamatosan működnek magas hőmérsékleten, nagy porral és magas korróziós égéstermék-körülmények között. A beállított nyomáseltolódás, a hőciklus és a részecskelerakódás mind felgyorsítják az ülések leromlását. A nem tervezett leállási költségeket napi tízezrekben mérik, miközben a sírószelepen keresztül elveszett minden liter pótvízkezelési költséget, vegyszerfogyasztást és a vízkőképződés kockázatát növeli.

Kulcs elvitel: A szivárgó PRV kazán először nyomásprobléma, és csak másodsorban szelephiba. Diagnosztizálja a rendszert az alkatrész cseréje előtt.

Öt ok, ami a legtöbb kazán PRV szivárgását okozza

A helyszíni szerviz évei során néhány visszatérő ok magyarázza szinte minden előfordult kazán PRV szivárgási esetét. Diagnosztikai aláírásaik különböznek, ezért hasznosak. Némelyik hidegen szivárog, van, amelyik csak fűtési ciklus közben, és néhány csak a pótszivattyú működése közben szivárog. Ha figyeli, hogy mikor és milyen gyakran jelenik meg a szivárgás, a mező egy vagy két jelöltre leszűkíthető, mielőtt egyetlen villáskulcsot felemelnek. Az alábbi megoszlás a lakossági és kiskereskedelmi melegvíz-kazánok szolgáltatási nyilvántartásaiból származik, és számos kategória közvetlenül átmegy az ipari hulladékhő kazánokra.

A vízzel átitatott vagy meghibásodott tágulási tartályok aránya nagyjából 34 százalék, és továbbra is a legnagyobb mértékben hozzájárulnak. A tágulási tartály egy puffer, amely elnyeli azt a térfogatot, amelyet a víz felmelegedésekor nyer. Amint a membrán elszakad, vagy a levegőtöltet teljesen eltűnik, ez a puffer eltűnik, és a rendszer nyomása minden gyújtási ciklusban egyenesen a nyomáscsökkentő szelep beállítási pontjába kerül. A túltöltött rendszerek a második helyen állnak körülbelül 24 százalékkal, általában azért, mert egy töltőszelep nyitva ragadt, vagy a nyomáscsökkentő szelep kimenete magasra sodródott, és órákon vagy napokon keresztül csendesen túllépi a rendszert a tervezett nyomáson. A hőtágulás és a nyomásszabályozás 18 százalékot tesz ki, és leggyakrabban kis rendszereken jelenik meg, amelyekben nincs nyomástartó szabályozás és nincs puffertérfogat.

A mérleg és az ülés sérülése körülbelül 15 százalékot tesz ki. Ezeknek az eseteknek általában van előzményei: a szelep egyszer felemelkedett, a szennyeződés az ülésfelületre rakódott, és az ezt követő kis sírás mára állandó szivárgássá vált. A rugófáradtság és az egyszerű szelepkopás 9 százalékon zárja a listát, ez a legkisebb kategória, de a legkönnyebben ellenőrizhető, ha a szelepet leválasztották a vonalról és tesztelték a próbapadot. Összességében a minta egyértelmű. A szivárgási események nagyjából háromnegyede a rendszerre, nem pedig a szelepre vezethető vissza. Pontosan ez az oka annak, hogy a közvetlen csere-megközelítés oly gyakran meghiúsul, mert egy új szelep, amelyet egy megoldatlan tágulás-szabályozással vagy utántöltés-szabályozással szereltek fel, egyszerűen megismétli ugyanazt a meghibásodási utat.

Az ipari oldalon a súlyozás valamelyest a szelep felé tolódik el. A füstgázok folyamatos hősokkja, a részecskék lerakódása és a magas hőmérsékletű öregedés sokkal gyorsabban fogyasztja el az ülőfelületeket, mint egy háztartási rendszerben. Ennek ellenére a hulladékhő-kazánoknál és a hőcserélő szerelvényeknél továbbra is a rendszernyomás, a vízoldali szabályozási logika és a beállított nyomásstabilitás ellenőrzése marad a leggyorsabb út annak megállapítására, hogy mi áll a kazán PRV szivárgása mögött.

1. Elázott vagy meghibásodott tágulási tartály

A levegő helyett vízzel teli tartály egyáltalán nem abszorbeál. A nyomás a hőmérséklettel egyenes arányban emelkedik, a nyomáscsökkentő szelep minden ciklusnál kissé kinyílik, és az ülés minden alkalommal egy kicsit tovább romlik. Az előtöltési nyomás tesztelése leürített rendszer mellett tíz percet vesz igénybe, és a leggyakoribb okot azonnal kiküszöböli.

2. A rendszer túl van töltve vízzel

Az automatikus feltöltő és nyomáscsökkentő szelepek sodródnak. Egy 1,5 bar-ra beállított szelep, amely 2,2 bar-ra kúszott fel, lassan tölti a rendszert, amíg a nyomáscsökkentő szelep ki nem nyílik és kiüríti a felesleget. A szivárgás ilyenkor szelepproblémának tűnik, ha valójában töltésszabályozási probléma. A töltőszerelvény kimeneti nyomását mérje, ne a kazánmérőt, mert ezek gyakran különböznek.

3. Hőtágulás és nyomásszabályozás

A megfelelő puffer nélküli rendszerekben, vagy a párnás tartállyal, amely elvesztette a levegőtöltetét, minden égőciklusnál nyomásnövekedés tapasztalható. Az összefüggés egyértelmű: a 80 Celsius-fokon egy százalékkal bővülő zárt vízmennyiség sokkal nagyobb nyomásemelkedést eredményez, mint amit a legtöbb kis rendszer elvisel. A tágulási térfogat megfelelő méretezése a megoldás, nem pedig egy erősebb nyomáscsökkentő szelep.

4. Vízkő és sérült ülőfelületek

Amint egy szelep kisül, a kemény víz lerakódások rásülnek a tárcsára és az ülésre. Az eredmény egy állandó sírás, amelyet semmilyen szigorítás nem gyógyít. Az ipari berendezéseken ugyanaz a mechanizmus jelenik meg, mint a szulfidáció, oxidáció és hamulerakódás az ülőfelületeken, ezért az anyagválasztás legalább annyira számít, mint a karbantartás gyakorisága.

5. Tavaszi fáradtság és a szelepek öregedése

A tehermentesítő szeleprugók több ezer termikus ciklus alatt veszítenek feszültségből. Egy 1,6 MPa névleges szelep néhány év után 1,4 MPa-nál elkezdhet emelkedni, jóval azelőtt, hogy bárki észrevenné. A beállított nyomás időszakos próbapadi tesztelése az egyetlen megbízható módszer ennek észlelésére, mielőtt kellemetlen kisüléssé válna.

Kulcs elvitel: A tágulás-szabályozás és az utántöltés szabályozása a szivárgó PRV események nagyjából háromnegyedét okozza. Javítsa meg a rendszert, és a szelep általában magától megszűnik a szivárgás.

Háztartási kazánok és ipari hulladékhő-kazánok: ugyanaz a tünet, eltérő kockázat

A szivárgó biztonsági szelep fizikája azonos, függetlenül attól, hogy a kazán egy kis épületet fűt, vagy a hőt egy szinterező szálból nyeri vissza. Ami változik, az a működési keret, a meghibásodás következménye és a mérnöki reakció. Érdemes a kettőt egyértelműen elválasztani, mert a háztartási egységre írt útmutatás ritkán tér át ipari méretekben működő nyomástartó edényre.

A következmények élesen eltérnek egymástól. Egy háztartási szivárgás néhány litert veszíthet el naponta, és beszennyezheti a padlót. Egy hulladékhő-kazán ipari szivárgása kezelt, kémiailag kondicionált vizet bocsát ki, amely már fogyasztott energiát, vegyszereket és tőkét. Minden elveszett köbmétert pótolni kell, fel kell melegíteni és újra kell kezelni. Ezt megszorozzuk egy éven át tartó folyamatos működéssel, és a költségek még azelőtt is jelentősek lesznek, mielőtt bármilyen leállást figyelembe vennénk.

Van megfelelőségi dimenzió is. Az ipari nyomástartó berendezések általában egy elismert tervezési és gyártási kód alá tartoznak, dokumentált beállított nyomással, kapacitástanúsítvánnyal és időszakos újratesztelési kötelezettségekkel. A specifikációkon kívülre sodródó szelep nem csak bosszúság; ez egy ellenőrzési megállapítás, amely megtörténik. Az üzemek üzemeltetői számára a beállított nyomás ellenőrzésének dokumentált előzményei ugyanolyan fontosak, mint magának a szelepnek a tisztán tartása.

Kulcs elvitel: Ugyanaz a szivárgás nagyon eltérő következményekkel jár minden skálán. Az ipari üzemeltetőknek a beállított nyomáseltolódást ütemezett karbantartási tételként kell kezelniük, nem reaktív javításként.

Csere előtt mérje meg: Diagnosztikai sorrend

A következő lépések végrehajtása háztartási rendszeren kevesebb mint egy órát vesz igénybe, ipari rendszeren pedig fél műszakot. Következetesen elválasztja a szelepet a rendszertől, ami ebben a szakaszban az egyetlen döntés, amely számít.

1. Olvassa le a rendszer nyomásmérőjét hideg kazán mellett. Jegyezze fel a pontos számot, ne egy hozzávetőlegeset.
2. Hasonlítsa össze ezt az értéket a nyomáscsökkentő szelep adattábláján feltüntetett beállított nyomással. A beállított nyomás 80 százaléka feletti hideg érték már az áramlás előtti problémára utal.
3. Szigetelje le és ürítse ki a tágulási tartályt, majd ellenőrizze a levegő előtöltését gumiabroncs-mérővel. Meg kell egyeznie a rendszer hideg töltési nyomásával. Ha víz folyik ki a Schrader szelepből, akkor a membrán meghibásodott.
4. Figyelje a feltöltési vagy nyomáscsökkentő szelepet a fűtési ciklus alatt. Ha a rendszer nyomása megemelkedik, miközben nincs aktív fűtéshívás, a töltésszabályozás áthalad.
5. Figyelje meg a szivárgási mintát. A hideg szivárgás túltöltésre vagy sérült ülésre utal. A csak meleg szivárgások hőtágulásra utalnak. Szivárgások, amelyek egybeesnek a töltőszivattyú futási pontjával az utántöltés szabályozásához.
6. Ipari berendezéseken vegye ki a beállított nyomástrendet a karbantartási nyilvántartásból. Hasonlítsa össze az utolsó két ellenőrzési jelentést. Az öt százalékot meghaladó lefelé sodródás tavaszi problémát jelez.
7. Csak ha az elsőtől a hatodik lépésig tiszta, akkor magát a biztonsági szelepet kell elítélni. Ekkor cserélje ki, ahelyett, hogy visszahelyezné a terepre.

A harmadik lépés kihagyásának tendenciája széles körben elterjedt és drága. A szemrevételezéskor helyesen leolvasott tágulási tartály még mindig teljesen bevizesedhet, mert a légtöltés közvetlen méréséig nincs külső jel. Ipari rendszereken a hatodik lépés az egyenértékű holttér, mivel a beállított nyomás ellenőrzését gyakran elhalasztják, ha a gyártási nyomás magas.

Kulcs elvitel: Soha ne ítélje el a nyomáscsökkentő szelepet, amíg a tágulási térfogatot, a töltésszabályozást és a beállított nyomáselőzményeket nem ellenőrizték és törölték.

A PRV helyes cseréje az első próbálkozásra

A csere egyszerű munka, ha a környezeti feltételek megfelelőek, és ismétlődő meghibásodások forrása, ha nem. Az alábbi lista azokat a pontokat tartalmazza, amelyek leggyakrabban rosszul sülnek el.

• Pontosan illeszkedjen a beállított nyomáshoz, kapacitáshoz és csatlakozási mérethez. A magasabb beállított nyomású szelep nem frissítés, hanem eltávolított biztosíték.
• Soha ne szereljen be az eredetinél kisebb névleges teljesítményű szelepet, kivéve, ha a kazán teljesítményét formálisan újraértékelték.
• Check the discharge pipe for blockage. A részben eltömődött nyomóvezeték nyomást gyakorol a tárcsára, és még egy új szelepnél is sírást okoz.
• Use the correct thread sealant. A felesleges szalag vagy paszta az ülőfelületre vándorol, és a javítás során a szivárgást okozza.
• Torque to the manufacturer specification. A túlfeszítés torzítja a testet és megváltoztatja a beállított nyomást.
• Telepítés után végezze el újra a tesztet úgy, hogy szándékosan növeli a rendszer nyomását, és ellenőrizze, hogy a szelep felemelkedik és újra beüljön.
• Jegyezze fel a telepítés dátumát, a nyomás beállítását és a vizsgálat eredményét. Az ipari ellenőrzési rendszerek ettől a nyilvántartástól függenek.

Az ipari létesítményeknél további szempontok érvényesek. A hulladékhő-kazán biztonsági szelepének kivezetése nagy energiájú gőzt vagy forró vizet szállít, és az ürítési útvonalat ennek megfelelően kell kialakítani. A kilépőoldali ellennyomás jelentősen eltolhatja az effektív beállított nyomást, ezért a kimeneti csövek kialakítása ugyanolyan figyelmet kap, mint maga a szelepválasztás a rendszerintegráció során.

Kulcs elvitel: Az eltömődött nyomóvezetékre szerelt, megfelelően névleges szelep ugyanolyan erősen szivárog, mint a kicserélt szelep. Ellenőrizze az egész nyomóutat, ne csak a szelepet.

PRV szivárog az ipari hulladékhő-kazánokon: miért fontos ez?

Egy háztartási kazánon egy szivárgó biztonsági szelep a padlóra csöpög. A hulladékhő-kazánon vagy a gőzdob előtti econaiser-parton olyan módon erodálja a nyomáshatárt, amely csendesen összeáll: emelkedik a pótvíz kezelési költsége, felgyorsul a vízkőképződés az áramlás irányában, és egy nyomásburok, amely negyedévente távolodik a tervezéstől.

Az üzemeltetési feltételek nem hasonlítanak a gáztüzelésű fali egységekhez. A füstgáz bemeneti hőmérséklete általában 600 és 1000 Celsius fok között van, gyakran jelentős porterheléssel és korrozív összetevőkkel. A hőciklus súlyosabb, a nyomásingadozások gyakrabban fordulnak elő, és sokkal több lehetőség nyílik a szelep szükségtelen emelésére. A beállított nyomás idővel eltolódik, az ülőfelületek szennyeződnek, a rugók pedig elveszítik a feszességet tartós hő hatására. Egy két éve 1,6 MPa-ra beállított szelep most 1,4 MPa-ra emelkedhet, és senki sem tud a változásról.

A kokszolókemencék és a szinteres hulladékhő-kazánok dobkialakítása illeszkedik a hulladékhő-visszanyerési kötelezettséghez, ami azt jelenti, hogy a vízszint szabályozása, a lefúvatási filozófia és a terhelésre adott válasz eltér a hagyományos teljesítményű kazánoktól. Az elsodródó nyomással rendelkező lefúvatószelep minden ilyen zavart felerősít. A terhelés ingadozása, a tápvízszelep kavitációja és a gőzvíz átvezetése mind olyan nyomáscsúcsokat idéz elő, amelyeket a megfelelően beállított szelep elvisel, a sodródó pedig kibocsát.

A dob előtt a hátsó végének hővisszanyerő felületei ugyanazzal a problémával szembesülnek más irányból. Az econaiser vízkő vagy korróziója megnöveli a füstgáz oldali ellenállást, megzavarja a vízoldali áramláseloszlást, és a nyomáshatárt ismétlődő eltérésekbe tolja. A nikkel alapú forrasztott econaiser ezt anyagi szinten oldja meg. A keményforrasztott szerkezet ellenáll az oxidációnak és a kénsav harmatponti korróziójának magas hőmérsékletű, magas portartalmú füstgázban, ami stabilan tartja a hőátadást, és megakadályozza, hogy a nyomáshatárt elkerülhető tranziensek okozzák. A füstgáz oldali szennyeződés szinte mindig a gazdaságosítónál kezdődik, jóval azelőtt, hogy bárhol máshol láthatóvá válna.

A por eltávolítása ugyanannyi figyelmet érdemel ugyanabban a beszélgetésben. Amikor a füstgáz megfelelő részecskeeltávolítás nélkül éri el a hőcserélő felületeket, a szennyeződés mértéke minden alsó komponensen meredeken megemelkedik. A levegő-előmelegítők, a gazdaságosítók, valamint a héj- és cső-hőcserélők gyorsabban veszítenek teljesítményükből, és az ebből eredő nyomásinstabilitás végül utat talál a biztonsági szelephez. A porgyűjtés a hővisszanyerés előtti elhelyezése az egyik legolcsóbb védelmi forma a nyomástartó burkolat számára.

A gyakorlati megoldás a berendezés kiválasztása a működési keret figyelembevételével. A magas hőmérséklet, a magas por és a magas korrózió körülményei között tervezett rendszerek, amelyek anyagválasztása az égéstermék-kémiához igazodik, kezdetben többe kerül, tizenöt éves élettartam alatt pedig jóval kevesebb. Ezt a számítást érdemes újra átgondolni, amikor egy biztonsági szelep ismétlődő karbantartási tétel lesz. A szinterezési és kohászati ​​hulladékhő-kazánok ugyanazt az elvet mutatják be, ahol az energia-visszanyerési teljesítmény és a nyomásstabilitás egy tervezési döntés két eredménye.

A lehetőségeket és a megtérülési időket összehasonlító mérnökök számára a hővisszanyerés tervezése és az üzemi energiaköltség közötti kapcsolat jól dokumentált az ipari szakirodalomban, és általában minden nyomáshatár vizsgálata mellett érdemes áttekinteni.

Kulcs elvitel: Az ipari hulladékhő kazánokon a szivárgó PRV általában a lánc látható vége, amely a füstgáz oldali elszennyeződéssel és a beállított nyomás eltolódásával kezdődik. Vegye figyelembe az anyagokat és a porterhelést, és a szelep nem lesz karbantartási cikk.

Selection and Maintenance Checklist

Legyen szó háztartási cseréről vagy üzemi specifikáció felülvizsgálatáról, ugyanazok a paraméterek határozzák meg, hogy a telepítés megvalósul-e. Az alábbi táblázat összefoglalja, hogy mit kell megerősíteni, és hol találhatók a gyakori hibák.

A táblázat két bejegyzése több ismétlődő hibát okoz, mint a többi együttvéve. The first is set pressure substitution, where a stronger valve is fitted to silence a symptom that a system fix would have resolved properly. A második a nem ellenőrzött bővítési térfogat, ahol egy sértetlennek tűnő tartály egy meghibásodott membránt rejt. Both are cheap to check and expensive to ignore.

Ipari oldalon egy harmadik bejegyzés is kiérdemli a helyét: az ellenőrzési intervallum. A hőciklus kiszámítható módon rontja a rugókat, és az öt százalékos elsodródás elkapása, mielőtt az tizenöt százalékos sodródássá válna, az a különbség az ütemezett beállítás és a nem tervezett leállás között. A nyomástartó berendezések gyártói és beszállítói általában közzéteszik az ajánlott újratesztelési időközöket, és ezek az ajánlások jó okkal léteznek.

Kulcs elvitel: A teljes karbantartási program két legnagyobb értékű ellenőrzése a tágulási tartály levegő feltöltése és a dokumentált beállított nyomás ellenőrzése. Everything else is secondary.

Hibaelhárítási kérdések Az üzemi csapatok felteszik

Kulcs elvitel: Most repeat failures trace to two root causes that were not checked the first time. Verify expansion volume and fill control pressure before condemning any replacement valve.

Záró megjegyzések és további olvasmányok

A boiler PRV leaking is one of the most misdiagnosed faults in steam and hot water plant. A szelep látható, hozzáférhető és olcsón cserélhető, így az alapértelmezett gyanúsított akkor is, ha a bizonyítékok máshová mutatnak. A sorrend megfelelő sorrendben történő végrehajtása, először a nyomás, majd a tágulási térfogat, majd a töltésszabályozás, majd a szelep, az esetek túlnyomó többségében második látogatás nélkül megoldódik.

Az ipari létesítményeknél ugyanez a logika felértékelődik, ami nagyobb következményekkel jár. A magas hőmérsékleten, nagy porral és magas korrózióval üzemelő hulladékhő-kazánok, gazdaságosítók és levegő-előmelegítők karbantartási programba beépített nyomásellenőrzést igényelnek, illetve a füstgáz oldali szennyeződést kell kezelni, mielőtt az megzavarná a vízoldalt. Az anyagválasztás és a por eltávolítása a hővisszanyerő felületek előtt nem választható finomítás ezen a léptéken; they determine how often a relief valve becomes a maintenance line item.

For teams evaluating equipment or building a case for a waste heat recovery project, the following resources may be useful as a starting point.

• How metallurgy waste heat boilers reduce plant energy cost
• Jiangsu Shineng Chemical Equipment, industrial flue gas waste heat recovery equipment manufacturer

Hulladékhővisszanyerő berendezések gyártójaként és beszállítójaként a szénkémiai, villamosenergia-, kohászat- és szintetikus ammónia ipart szolgálja ki, a társaság egyedi nyomás alatti alkatrészeket és komplett visszanyerő rendszereket tervez, gyárt és üzembe helyez, ASME kazán és nyomástartó edény akkreditációval rendelkezik a hazai III. osztályú nyomástartó edénygyártási engedély mellett. Azoknál a projekteknél, ahol a nyomáshatár megbízhatóságát és a hővisszanyerési teljesítményt egyaránt biztosítani kell, a gyártási minősítés és a rendszerszintű tervezés kombinációját érdemes a specifikációs folyamat korai szakaszában értékelni.

Kulcs elvitel: Diagnosztizálja a rendszert, ellenőrizze a beállított nyomást, kezelje a füstgáz oldalt, és a szivárgó PRV nem lesz visszatérő probléma, és ütemezett karbantartási feladattá válik.