Drukreduceerventiel voor stoom

Wat is een stoomreduceerventiel? 

Als zodanig wordt stoomreduceerventiel gedefinieerd als een automatische regelklep die wordt gebruikt om een ongeregelde hogere inlaatdruk te verlagen tot een verlaagde en constante uitlaatdruk, ongeacht schommelingen in de stoomdruk stroomopwaarts. Een stoom reduceerventiel is een ventiel dat in veel stoomtoepassingen wordt gebruikt om de stoomstroom te regelen. Deze klep speelt een cruciale rol bij het leveren van het juiste stoomdrukniveau in fabrieken. Stoom komt in een stoom reduceerventiel met een hoge druk ten opzichte van wat stroomafwaarts nodig is. De klep helpt om de druk te verlagen tot het vereiste niveau voordat het wordt geleverd aan de benodigde locatie. Stoom reduceerventielen worden gebruikt in industriële, commerciële en institutionele toepassingen om de stoomdruk te regelen. Het wordt gebruikt in gebieden zoals testinrichtingen, olieleidingen, autoclaven, enkele radiatoren, stoomstrijkijzers en vulcanisatoren. Een stoom reduceerventiel is een automatische klep die ervoor zorgt dat er geen overdruk in een systeem is. Deze klep staat ook bekend als een stoomdrukreduceerventiel.

Figuur: Stoom reduceerventiel

Hoe werkt een reduceerventiel voor stoom? 

In de normale stand voor het opstarten is de hoofdklep gesloten en opent de stuurklep door luchtdruk of veerkracht. Stoom stroomt via het stuurventiel naar de membraankamer en naar buiten via de regelopening. Wanneer de stroom door de stuurklep groter wordt dan de stroom via de opening, neemt de membraanstuurdruk toe en gaat de hoofdklep open. Wanneer de stoom via de hoofdklep stroomt, neemt de stroomneerwaartse druk toe en wordt deze via de drukmeetleiding teruggevoerd naar de onderkant van het drukmembraan. Als de compressiekracht en de kracht onder het membraan in evenwicht zijn, smoort de stuurklep. De regeldruk van het hoofdmembraan die gehandhaafd blijft, plaatst de hoofdklep om voldoende stoom af te geven die nodig is voor de leveringsdruk. Door de luchtdruk of de veer boven het membraan aan te passen, verandert de stroomafwaartse druk. Wanneer er geen stoom nodig is, wordt de druk in de detectielijn verhoogd waardoor de drukpilot wordt gesloten terwijl de controledruk terugstroomt via de controleopening. Dit helpt de hoofdklep om de benodigde druk vast te houden en hij kan goed sluiten om de doodlopende afsluiting te verbeteren. 

Figuur: Werking van een stoom reduceerventiel

Soorten reduceerventielen voor stoom

Direct werkende stoom reduceerklep

Dit zijn stoomreduceerventielen die geschikt zijn voor gebruik bij kleine belastingen waar geen specifieke drukregeling nodig is. Fabrikanten van stoomreduceerventielen ontwerpen deze kleppen zodanig dat ze compact, eenvoudig te installeren en goedkoop zijn. De insteldruk van deze kleppen is echter variabeler dan die van de proefgestuurde stoomreduceerventielen. Deze kleppen worden gebruikt in een point-of-use installatie.

De direct werkende stoomdrukreducerende klep is een eenvoudige klep die werkt met een holle balg of vlak membraan. De werking van deze klep heeft stroomafwaarts geen externe detectielijn nodig, omdat hij op zichzelf staat. Direct werkende stoomreduceerventielen hebben instelveren die bewegen om te helpen bij het direct openen van de klep. Samendrukken van de veer vergroot de openingskracht op de stoomreduceerklep om het debiet te verhogen. Wanneer de druk stroomafwaarts toeneemt, ontstaat er een evenwicht waarbij de stroomafwaartse druk naar een lagere kant van de instelveer wordt geleid, waardoor een opwaartse kracht ontstaat die de compressie van de veer compenseert. De drukkracht van de veer wordt beperkt om voldoende gevoeligheid te vergroten om veranderingen in de stroomafwaartse druk te compenseren. Dit resulteert in een eenvoudige drukregeling via de klepopening. 

Figuur: Direct werkende stoom reduceerklep

Pilootgestuurde reduceerklep voor stoomdruk

Dit zijn stoomdrukreduceerventielen die worden gebruikt voor grote belastingen die een nauwe drukregeling vereisen. Deze kleppen reageren snel op variaties in de belasting en zijn geschikt voor een breed scala aan stoomstroomsnelheden in vergelijking met de direct werkende kleppen. De pilootgestuurde stoomreduceerventielen zijn groter en duurder.

Deze klep maakt gebruik van een stuurventiel om het membraan of de zuiger te belasten om de neerwaartse kracht te vergroten die nodig is om de grotere hoofdklep te openen. Deze benadering helpt om een groter debiet te verkrijgen met een lagere drukvariatie. Wanneer de kracht tussen de secundaire druk en de stelveer in evenwicht is, worden het sluiten en openen van de stuurklep geregeld. Dit type pilot gestuurde stoomdrukreducerende klep helpt om druk te leveren aan het membraan of de zuiger van de primaire klep. Het oppervlak van het membraan of de zuiger helpt om de neerwaartse kracht te versterken die door de stuurstroomdruk wordt geproduceerd. Dit helpt om een grotere hoofdklep te openen om de capaciteit voor hoge stroomsnelheden te bieden. 

Door de krachtversterking leidt het openen van de stuurklep met een kleine verandering tot een grote stroomverandering en stroomneerwaartse druk via de hoofdklep. Als zodanig resulteert een kleine verandering in de stelkracht van de veer in een snelle respons over een breed bereik van debieten. Een van de voordelen van de pilotgestuurde stoomdrukreduceerventiel is de snelle respons en strakke regeling van de stroomneerwaartse druk. Pilootgestuurde stoomreduceerventielen zijn er in twee types, namelijk een intern gestuurde zuiger en een extern gestuurde klep. De intern gestuurde plunjerafsluiter heeft twee kleppen, de hoofdafsluiter en de plunjerafsluiter in één unit. Deze klep kan +/- 5% nauwkeurigheid leveren. 

De extern gestuurde klep maakt gebruik van een dubbel membraan dat de zuigeroperator in de intern gestuurde klep vervangt. Deze extern gestuurde stoomreduceerventiel kan een nauwkeurigheid van +/-1% leveren. 

Figuur: Pilootgestuurde reduceerklep voor stoomdruk

Praktijken die helpen om de levensduur van een stoom reduceerventiel te verlengen 

Controleer of de reduceerklep voor stoom geschikt is voor de toepassing

Selecteer de juiste klep voor die specifieke toepassing. Dit betekent dat je eerst het minimale en maximale stoomdebiet moet uitzoeken. De stoom reduceerventiel moet het minimale debiet aankunnen omdat dit het meest voorkomende en kritische punt is om te regelen. 

Geluidsniveau 85dBA of lager

Door het hoogste geluidsniveau in te stellen op 85dBA voor de stoomreduceerklep kan de snelheid bij de uitlaat worden beheerst, de levensduur van de klep worden verlengd en het geluid worden verminderd. Stoomreduceerventielen met een zeer hoge uitstroomsnelheid hebben een korte levensduur. Als de stoomreduceerklep een laag geluidsniveau heeft of werkt bij zeer lage snelheden, zal hij een zeer lange levensduur hebben. Enkele manieren om het geluidsniveau van deze kleppen te verminderen zijn het vergroten van de uitlaatpijp of het toevoegen van een speciale bekleding. 

Stoomzeef met afblaasklep toevoegen

Dit filter is nodig stroomopwaarts van de stoomdrukreduceerklep om deze te beschermen tegen corrosieve materialen. Stoomleidingen hebben de neiging om restmaterialen van corrosie te bevatten. Het gebruik van een zeef helpt om de stroom te filteren en zo te voorkomen dat dergelijke materialen in de klep terechtkomen, wat voortijdig falen zou kunnen veroorzaken. 

Voeg druppelzak stoomleiding toe 

Een stoomdrukreduceerventiel heeft een druppelzak nodig voor het verwijderen van condensaat dat stroomopwaarts wordt geleid. Dit helpt bij het verwijderen van condensaat uit stoomleidingen en voorkomt zo dat condensaat via de klep kan passeren. Het belang van deze voorziening is dat condensaat niet in de klep kan binnendringen omdat het erosie en een korte levensduur kan veroorzaken. 

Plaats van de reduceerklep voor stoomdruk 

De juiste locatie van de klep in het stoomstation draagt bij aan een goede werking. Zorg er daarom voor dat na de stoomdrukreduceerklep de minimale afstand 10 pijpdiameters bedraagt vóór een stoomleiding of vóór het veranderen van de richting van de stoomstroom. 

Oriëntatie van de stoomreduceerklep

Stoomdrukreduceerventielen hebben een langere levensduur als ze in horizontale stand worden geïnstalleerd dan in verticale stand. Als de klep verticaal is geïnstalleerd, kan hij condensaat dat zich voor de inlaat van de klep heeft opgehoopt, niet verwijderen. Dit komt doordat het condensaat dat door een stoomreduceerventiel stroomt de levensduur van het ventiel negatief beïnvloedt. 

Gebruik opwarm- en bypasskleppen

In een stoomdrukreduceerstation zal een opwarmklep helpen om de stoomleiding op te warmen binnen het bereik van de aanbevolen tijdspanne voor die stoomleiding. De bypassklep moet een stromingscoëfficiënt hebben die lager is dan die van de stoomreduceerklep. 

Installatie van drukmeters 

Het station van de stoomdrukverminderende klep heeft drukmeters voor en na nodig. Dit helpt bij de diagnose van de klep. Het is ook nodig om een afsluiter en een sifonleiding te installeren om te helpen bij het onderhoud. 

Toepassingen van reduceerventielen voor stoomdruk

• Wordt gebruikt om variërende of constante inlaatdruk te verlagen tot een constante instelbare uitlaatdruk. In dit geval bedient de inkomende druk de klep. Als de uitlaatdruk in de buurt komt van de veerinstelling op een pilot, begint de stoomdrukreduceerklep te moduleren en handhaaft hij de ingestelde druk. 
• Lage uitlaatdruk voor stoomlevering. 
• Aanmaakstoom leveren voor de hoofdafvoer van de turbine. Wanneer de belasting in een turbine vermindert en de uitlaat van de turbine niet genoeg is voor de stoombelasting, zorgt een lichte daling in de uitlaatdruk ervoor dat de klep de juiste hoeveelheid stoom levert volgens de vraag. 
• Distribueer stoom van overbelaste ketels in essentiële diensten. 
• Sterilisatoren en unitverwarmers om variërende of constante inlaatdruk te verlagen tot constante leveringsdruk. 

Voordelen van stoom reduceerventielen 

• Geen externe voedingsbron nodig. 
• Gebruik een eenvoudig ontwerp waardoor deze kleppen goedkoop zijn. 
• Ze reageren snel. 
• Deze kleppen hebben geen terugkoppelingsregelaars of afzonderlijke meetelementen nodig. 
• Zeer betrouwbaar en gemakkelijk te onderhouden. 
• Deze kleppen voorkomen externe lekkage en hoge wrijving omdat ze geen spindelpakking hebben. 

Nadelen van stoom reduceerventielen 

• Stoomdrukreducerende kleppen hebben geen resetfunctie. 
• Deze kleppen hebben beperkte drukwaarden en afmetingen. 

Problemen met stoomreduceerventielen oplossen 

Onder normale belasting schiet de gecontroleerde druk over

• Er zitten vreemde materialen of vuil vast tussen de kop van het stuurventiel en de zitting. Draai de schroef los en verwijder de slangaansluitingen om te helpen bij het reinigen of indien nodig te vervangen. 
• Vreemde materialen tussen de zitting van de hoofdklep en de kop. Inspecteer en reinig de zitting en kop. 
• De druksensorleiding of -opening is verstopt. Verwijderen, inspecteren en reinigen van de leidingen en openingen. 

Stoomdrukreduceerventiel controleert drukoverschrijding alleen bij lichte belasting

• De zitting en kop van de hoofdklep zijn versleten of er zit vuil tussen. Inspecteer en reinig de zitting en kop. Te grote klep. Pas de schroef aan om de benodigde druk voor lichte belastingen te leveren. 
• Een bypassklep lekt of is niet goed gesloten. Controleer de bypassklep en repareer deze indien nodig. 
• Vreemd materiaal of vuil op de hoofdklep. Inspecteer en reinig dat vuil. 

Stoom reduceerventiel gaat niet open 

• Breuk in de hoofdklep. Schroef de slangaansluitingen los en kraak de bypassklep. Als er stoom uit de hoofdklep stroomt, is het membraan defect en moet het worden vervangen. 
• Verstopte opening. Verwijder de opening en reinig deze. 
• Vuil in de stuurklepzitting. Verwijder de zitting en de kop. Inspecteer op vuil en reinig of vervang indien nodig. 
• Verstopping in het filter van de pijpleiding. Inspecteer en reinig het filter. 

Stoom reduceerventiel heeft lage afvoerdruk 

• Afstelling van het stuurventiel is niet goed uitgevoerd. Stel de schroef af op de juiste druk. 
• Ondermaatse klep. Controleer de vereiste belasting aan de hand van de nominale waarde op een klep om vast te stellen of dit de hoofdoorzaak is. 
• Zeer lage stoomtoevoerdruk. Controleer de toevoerdruk en corrigeer indien nodig. 
• Gescheurde hoofdleiding membraanafsluiter. Schroef de slangaansluiting los en kraak de bypassklep. Als er stoom uit het membraan stroomt, moet het membraan worden vervangen omdat het defect is. 
• Ontluchtingsopening ontbreekt. Vervang de juiste fitting. 

De reduceerklep voor stoom sluit niet 

• Lekkage op bypassklep of deze klep staat open. Controleer en sluit of repareer indien nodig. 
• De waakvlamdetectieleiding is niet geïnstalleerd of geblokkeerd. Verwijder, inspecteer, installeer of reinig indien nodig. 
• Een pilot is een breuk dus stoom. Het membraan van de pilot moet worden vervangen. 

Samenvatting 

Stoomdrukreduceerventielen zijn kleppen die worden gebruikt voor een nauwkeurige stroomafwaartse regeling van stoom. Deze kleppen kunnen automatisch de opening van de klep aanpassen om ervoor te zorgen dat de druk constant blijft, zelfs als er fluctuaties zijn in de stroomsnelheid door veren, membranen of zuigers. Stoomdrukreducerende kleppen maken gebruik van sluitende en openende onderdelen in het kleplichaam om de stoomstroom te wijzigen, de stoomdruk te verlagen en het niveau van sluiten en openen van de onderdelen te regelen met behulp van druk achter de klep.

Er zijn twee soorten stoomdrukreduceerventielen: direct werkende stoomdrukreduceerventielen en pilootgestuurde stoomdrukreduceerventielen. De direct werkende stoom fabrikant reduceerventiel maakt de klep geschikt voor gebruik met een kleine belasting en waar stroomafwaartse drukdaling aanvaardbaar is. Deze direct werkende kleppen zijn het meest geschikt voor toepassingen met lichte belasting. De fabrikanten van pilootgestuurde stoomreduceerventielen maken de kleppen op een manier waardoor ze gemakkelijk reageren op veranderende belastingen terwijl de secundaire druk stabiel blijft met een nauwkeurige controle van de druk.

De pilootgestuurde stoomreduceerventielen zijn het meest geschikt voor toepassingen met een grote belasting. Stoom reduceerventielen worden onder andere gebruikt in commerciële, institutionele en industriële toepassingen. Toepassingen van deze kleppen zijn onder andere enkele radiatoren, vulcanisatoren, autoclaven, testinrichtingen, olieleidingen en stoomstrijkijzers om de stoomstroom te regelen. De stoom reduceerventielen hebben verschillende voordelen waardoor ze veel gebruikt worden in verschillende industrieën, zoals een eenvoudig ontwerp, lage kosten, geen extern vermogen nodig, zeer betrouwbaar en eenvoudiger in onderhoud, en een snelle reactie.