蒸気用減圧弁

蒸気を減圧するには

プラントでは高圧で発生させておいた蒸気を、生産物や用途に応じて減圧して使用します。蒸気の通路を絞ると圧力が低くなります。一言で言うと、これが蒸気の減圧です。

単に絞るだけなら、バルブを半固定にしたり、オリフィスプレートを通過させたりすれば良いのですが、これでは流量が変わった場合に圧力も変わってしまいます。そこで、流量が変わっても圧力が変動しないように、自動的に開度が変化するよう工夫されたバルブが減圧弁です。

圧力を一定に保つ制御は、制御弁と圧力センサー及び調節計を使用しても可能ですが、減圧弁は動力等を使うことなく、純機械的に自力で圧力制御を行える点が優れています。また、機械的に圧力を検知して作動するため、非常に動きが俊敏であることも優れた点です。

減圧弁における圧力の自動調整機構には蒸気圧力と調整ばねの釣り合いが利用されます。ここまでは全ての減圧弁に共通ですが、バルブの開度を変化させる機構には、以下2通りが存在します。

各機構の一般的な特長は以下の通りです。

長所：

小型軽量、安価、構造が単純。

短所：

使用可能な流量範囲がパイロット式に比べて狭く、流量や一次圧力が変化すると二次圧力が設定圧力から外れる現象（オフセット）が起こりやすい。

長所：

使用可能な流量範囲が直動式に比べて広く、流量や一次圧力の変化によって二次圧力が変動する現象（オフセット）が起こりにくい

短所：

直動式に比べ大型、高価、構造が複雑。

これらの特長から、直動式減圧弁とパイロット式減圧弁は使用目的・用途がはっきり分かれていると考えて良いでしょう。

蒸気輸送管では設備の稼働状況によって蒸気流量は大きく変わります。また、個々の装置でスタートアップ時と定常状態では、蒸気の使用量が大きく異なります。これらの条件にはパイロット式減圧弁でないと対応できません。そのため通常、蒸気用の減圧弁と言えばパイロット式が一般的です。

直動式は負荷変動の少ない小型の装置に取り付けて使用する場合などに、小型で軽量という特長が発揮されます。基本は手動操作だが、玉型弁の半固定では微調整の頻度が多く心許ない・・・というケースにはもってこいです。

それぞれの特徴を理解して適切な使い分けを心掛けたいですね。