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蒸汽疏水阀选型及性能比较
来源:www.cnlnfamen.com 2016-5-7
疏水阀的作用是自动排放蒸汽管道和设备中产生的冷凝水和不凝气体,同时能有效地阻止蒸汽排放,保证用汽设备的正常运行。 在化工设计中,经常会碰到蒸汽疏水阀(又叫疏水器),但是由于疏水阀系统仅仅是一个小小的 附件,而常常不被设计者重视。 据报道,我国每年大约有300万台疏水阀在使用,但是高达70%~75%使用不好,这中间除了由于疏水阀制造本身的原因之外,更主要的原因是在系统设计和选择方面存在问题。
蒸汽疏水阀

种类
主要优点 主要缺点 应用推荐
浮球式(带热静力排空阀)疏水阀 在饱和蒸汽温度下连续排放冷凝水,排量大;
能适应高低负荷的变化,不受压力变化的影响;排气性能良好。
浮球易被水锤损坏;
在暴露状态下,需要保温;热静力排空阀对腐蚀敏感。
负荷变化大的换热器;
下游有冷凝水泵的场合;
经常开停车的场合。
倒吊桶式疏水阀 阀体结实,结构简单,可耐水锤,具有很长的使用寿命;
若在入口安装止回阀可用于过热蒸汽系统。
排放不凝气体慢(经常需要例外增加排空气阀);在系统压力突然变化时,容易失去水封而泄漏蒸汽,必须在入口安装止回阀;
暴露在过冷的环境中会冻坏,必须加保温;在小负荷下,泄漏蒸汽。
不凝气排放少的场合。
液体或固体膨胀热静力型疏水阀 利用凝结水的热敏感性;
在设定温度下,允许开车时排放不凝气;对过热,水锤或振动不敏感;抗冻。
热敏元件容易腐蚀;
凝结水倒流入工艺排放管线。
非常适用于蒸汽伴热管线;
加热设备温度控制不严格的场合。
压力平衡式疏水阀 体积小,重量轻,安装空间小,排量大;排空气性能好;
抗腐蚀,耐水锤和过热,不为冷冻所损坏;
根据工作压力的变化而自动调节。无需随压力变化而对疏水阀进行调节。
冷凝水排出温度低于饱和温度,为了使蒸汽空间
保持流畅必须在疏水阀前加冷却段;
普通波纹管不抗冻。
间歇操作的工艺设
备,开车时要迅速
排放不凝气;
伴热和主蒸汽管线疏水;环境温度低于冰点的场合。
双金属式疏水阀 结实可靠,易于安装和维修;
抗腐蚀,耐水锤和过热,不为冰冻所损坏;具有良好的排气特性;
排水温度低于饱和温度,可利用部分显热。
双金属对温度感应较慢,无法对负荷变化作出快速反应;冷凝水排出温度低于饱和温度,为了使蒸汽空间保持流畅必须在疏水阀前加冷却段。 主蒸汽管道的疏水;安装环境温度低于冰点的场合。
热动力式疏水阀 阀体结构结实、简单、重量轻,使用寿命长,安装费用低;
操作压力范围大,不需因压力的变化而调整或更换阀尺寸;
抗水锤、振动、腐蚀,本体不为冷冻破坏,可适用于过热蒸汽,可在任何方位上操作;
唯一的活动部件为不锈钢片,保证操作可靠,减少维修,同时可具有止回阀的作用;
附有空气排除的碟片,可防止空气阻塞;
疏水阀在开关时发出“喀嚓”声,可帮助判断疏水阀是否正常工作。
过低的进口压力和过高的背压不能工作;
不含防气锁碟片的型号,在启动时易发生气阻。暴露在低温环境中,会造成阀开关频繁,降低寿命,必须加隔热罩。
主蒸汽和伴热管线疏水;
恒定压力和负荷;安装环境温度低于冰点的场合。

从疏水阀选择和应用设计中,提出应考虑的问题,以便使疏水阀有效稳定长期运行,从而使工厂提高安全性,减少费用,节约能源,提高经济效益。

1选型
化工装置中的疏水阀主要有三类,各类疏水阀比较见表l。
1.1
机械型疏水阀
以机械方式工作,原理是根据蒸汽和凝结水之间的密度差。利用浮球或浮筒来操作疏水阀的开关,以饱和温度排放冷凝水。种类包括浮球式和倒吊桶式。
1.2
热静力型疏水阀
利用饱和蒸汽比冷凝水和含有不凝气蒸汽的温度高的原理来操作疏水阀的感温元件而控制阀门的开关。此类疏水阀在冷凝水排放前必须冷却至饱和温度以下。种类包括压力平衡式,双金属片式和液体或固体膨胀式。
1.3
热动力型疏水阀
根据冷凝水通过疏水阀时产生二次蒸汽,而高速运行的二次蒸汽会产生一个低压区的简单原理来控制阀的开关。
2排量的确定
疏水阀类型选择之后就是确定尺寸,而尺寸是根据凝结水排量来确定的。
疏水阀排量的确定分两步,首先,根据热平衡关系式计算冷凝负荷,然后,在此冷凝负荷的基础上乘以安全系数得到疏水阀的排量。第一步可根据不同的用途(例如主蒸汽管道疏水,伴热和工艺设备)依据相关的公式、图表计算确定,这里不再赘述。重点说明以下安全系数,对于主蒸汽管道疏水和伴热管线,因为压力恒定,疏水量较小(一般小于50kg/h),安全系数取2~3;而对于工艺设备安全系数可参考表2。
尤其要注意的是不能根据连接管径来确定疏水阀的尺寸,因为疏水阀的连接尺寸与疏水阀的排水能力没有直接的关系,疏水阀的排水能力的大小主要取决于阀孔尺寸的大小、阀前后压差的大小和凝结水温度的高低。

值得注意的是影响蒸汽疏水阀的排量,压差是一个重要的因素,压差是指疏水阀的入口压力与出口压力的差,出口压力又称背压。蒸汽疏水阀入口压力要比送至用汽设备的蒸汽系统压力低,要考虑用汽设备的阻力损失,一般低0.05~0.lMPa。背压也不等于凝结水系统的压力,即使向大气排放,由于凝结水部分闪蒸为二次蒸汽,会对疏水阀产生阻力作用,因此也会产生背压。而当凝结水回收时,出口压力是管道系统的压力降,位差及凝结水回收系统压力的总和。背压越高疏水阀的压差越小,凝结水的排放量也相应减少。所以在选型时要根据蒸汽疏水阀的压差与排水量共同确定其容量。

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