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一、工業(yè)蒸汽疏水器選型分析前言

自從產(chǎn)業(yè)革命以來(lái)，蒸汽已被廣泛地應(yīng)用在各工業(yè)部門，特別在石化、化工、紡織、輕工、電力等行業(yè)，都大量地使用蒸汽。及時(shí)排除蒸汽系統(tǒng)中的凝結(jié)水、減少蒸汽的泄漏；提高蒸汽使用設(shè)備的熱效率等問(wèn)題。得到了各部門的普遍重視，蒸汽疏水器就是解決這些問(wèn)題的主要裝置。疏水器也稱疏水閥，也稱自動(dòng)排液器，它是用在蒸汽加熱設(shè)備或蒸汽輸送管網(wǎng)上，起自動(dòng)阻汽排水作用的裝置。疏水器的正確選擇、安裝使用直接影響到蒸汽系統(tǒng)的安全運(yùn)行和節(jié)能工作的好壞。

各種類型的蒸汽用熱設(shè)備和蒸汽管網(wǎng)，對(duì)它們所需的蒸汽疏水系統(tǒng)——疏水器的要求也就不同。任何一種型式和種類的疏水器都不是萬(wàn)能的，因此為了選擇和安裝使用合適的疏水器，以滿足用汽設(shè)備和蒸汽管網(wǎng)對(duì)疏水器的要求，首先必須了解疏水器的分類與工作原理。

二、 工業(yè)蒸汽疏水器選型分析的分類與工作原理

疏水器按工作原理一般可分為三種類型：機(jī)械型、熱靜力型、熱動(dòng)力型。疏水器型式有自由浮球式、倒吊桶式、雙金屬式、膜盒式、孔板式等。疏水閥的工作原理:利用蒸汽和凝結(jié)水兩者的密度差，或改變相態(tài)的物理性質(zhì)，促使閥門啟閉來(lái)進(jìn)行工作。常用的疏水器有浮筒式、鐘形浮子式和熱動(dòng)力式等多種。

蒸汽疏水閥安裝在蒸汽加熱設(shè)備與凝結(jié)水回水集管之間。開(kāi)啟時(shí)，桶在底部，閥門全開(kāi)。凝結(jié)水進(jìn)入疏水閥后流到桶底，充滿閥體，全部浸沒(méi)桶體，然后，凝結(jié)水通過(guò)全開(kāi)閥門排至回水集管。蒸汽也從桶體底部進(jìn)入疏水閥，占據(jù)桶體內(nèi)的頂部，產(chǎn)生浮力。桶體慢慢升起，逐漸向閥座方向移動(dòng)杠桿，直到*關(guān)閉閥門。空氣和二氧化碳?xì)怏w通過(guò)桶體的排氣小孔，聚集在疏水閥的頂部。

從排氣孔排出的蒸汽，都會(huì)因疏水閥的散熱而凝結(jié)。當(dāng)進(jìn)來(lái)的凝結(jié)水開(kāi)始充滿桶體時(shí)桶體開(kāi)始對(duì)杠桿產(chǎn)生一個(gè)拉力。隨著凝結(jié)水位不斷升高，產(chǎn)生的力不斷增加，直到能夠克服壓差，打開(kāi)閥門。疏水閥閥門開(kāi)始打開(kāi)，作用在閥瓣上的壓差就會(huì)減小。桶體將迅速下降，使閥門全開(kāi)。積聚在疏水閥頂部的不凝性氣體先排出，然后凝結(jié)水排出。水流從桶體流出時(shí)帶動(dòng)污物一起流出疏水閥。凝結(jié)水排放的同時(shí)，蒸汽重新開(kāi)始進(jìn)入疏水閥，新的一個(gè)周期又開(kāi)始了。目前的蒸汽疏水閥型號(hào)很多，但其工作原理都是利用蒸汽和凝結(jié)水的高度、溫度、流速的差異，通過(guò)各種機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)蒸汽疏水閥的啟閉，達(dá)到阻汽排水的目的。它主要有三個(gè)節(jié)能作用。

工業(yè)蒸汽疏水器選型分析

第1，迅速排出蒸汽使用設(shè)備內(nèi)產(chǎn)生的凝結(jié)水，使蒸汽使用設(shè)備的加熱效率保持在狀態(tài)，使設(shè)備內(nèi)的凝結(jié)水不形成滯留，大限度地確保設(shè)備內(nèi)的蒸汽空間，這樣可經(jīng)常保持的加熱效率。一旦蒸汽疏水閥不能充分的發(fā)揮作用，由于凝結(jié)水的滯留，不僅蒸汽使用設(shè)備的性能受到很大的影響，有時(shí)甚至使生產(chǎn)設(shè)備*陷于癱瘓。

第二，迅速排出開(kāi)始啟動(dòng)時(shí)設(shè)備內(nèi)的空氣和低溫凝結(jié)水，從而縮短預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。開(kāi)始通汽時(shí)，蒸汽輸送管路和蒸汽使用設(shè)備內(nèi)部都充滿了空氣，如不將它們排除，就無(wú)法送入蒸汽。此外，在蒸汽輸送管路和蒸汽使用設(shè)備升溫達(dá)到蒸汽溫度的過(guò)程中，所產(chǎn)生的初期低溫凝結(jié)水也要迅速排出，使設(shè)備在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，這是提高生產(chǎn)效率的重要條件，特別是間歇生產(chǎn)的場(chǎng)合，由于縮短了預(yù)熱時(shí)間，也就縮短了每次的作業(yè)時(shí)間，由于增加了處理次數(shù)，終可增加產(chǎn)量。以前，在預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，先開(kāi)啟旁通閥來(lái)排放初期空氣和低溫凝結(jié)水，現(xiàn)在由于選用了恰當(dāng)?shù)恼羝杷y，既可自動(dòng)排出初期空氣和初期低溫凝結(jié)水，又可節(jié)省人力。

第三，降低蒸汽疏水閥自身的蒸汽消耗量。所謂蒸汽疏水閥自身的蒸汽消耗量，一般是指蒸汽泄漏而言，是蒸汽疏水閥動(dòng)作需要的蒸汽量和散熱損失量之和。

三、   工業(yè)蒸汽疏水器選型分析的正確選擇

選擇疏水器時(shí)，不能單純從大排放量選擇，應(yīng)特別注意：“絕不允許只根據(jù)管徑大小來(lái)套用疏水器”。而必須根據(jù)疏水器選擇原則并結(jié)合凝結(jié)水系統(tǒng)的具體情況來(lái)選用。一般情況下，應(yīng)按以下三個(gè)方面選用。

3.1、首先根據(jù)加熱設(shè)備和對(duì)排出凝結(jié)水的要求，選擇確定疏水器的型式。

對(duì)于要有的加熱速度，加熱溫度控制要求嚴(yán)的加熱設(shè)備，需保持在加熱設(shè)備中不能積存凝結(jié)水，只要有水就得排，則選擇能排飽和水的機(jī)械型疏水器為。因?yàn)樗怯兴团诺氖杷鳎芗皶r(shí)消除設(shè)備中因積水造成的不良后果，迅速提高和保證設(shè)備所要求的加熱效率。對(duì)于有較大的受熱面，對(duì)加熱速度、加熱溫度控制要求不嚴(yán)的加熱設(shè)備，可以允許積水，如：蒸汽采暖疏水、工藝伴熱管線疏水等。則應(yīng)選用熱靜力型疏水器為。

對(duì)于中低壓蒸汽輸送管道，管道中產(chǎn)生的凝結(jié)水必須迅速*排除，否則易造成水擊事故。蒸汽中含水率提高，使蒸汽的溫度降低，滿足不了用汽設(shè)備工藝要求。因此，中低壓蒸汽輸送管道選用機(jī)械型疏水器為。總之，必須根據(jù)加熱設(shè)備和用途，對(duì)疏水器型式進(jìn)行合理選擇。

3.2、其次根據(jù)用汽設(shè)備的工作壓力、工作溫度，確定疏水器的公稱壓力、閥體材質(zhì)；確定疏水器的連接方式、安裝方式等。

疏水器的公稱壓力一般分為：0.6Mpa、1.0Mpa、2.0Mpa、0.6Mpa、2.5Mpa、4.0Mpa、5.0Mpa。在選用時(shí)，疏水器的公稱壓力不能低于蒸汽使用設(shè)備的工作壓力。同時(shí)，根據(jù)疏水器公稱壓力、工作溫度、安裝環(huán)境等選定閥體的材料。公稱壓力≤1.0Mpa，選用鑄鐵或碳素鑄鋼；公稱壓力﹥1.0Mpa，選用碳素鑄鋼或合金鑄鋼。

疏水器的工作溫度根據(jù)蒸汽使用設(shè)備所使用的蒸汽來(lái)確定，選擇時(shí)應(yīng)不低于使用蒸汽的溫度。疏水器有臥式和立式兩種安裝方式，它是由管線與疏水器的連接位置來(lái)確定。疏水器的連接方式有螺紋、法蘭、焊接、對(duì)夾等，必須根據(jù)疏水器的工作壓力、工作溫度及蒸汽使用設(shè)備相應(yīng)連接部分要求來(lái)確定。

3.3、后根據(jù)排水量的大小，選擇確定疏水器的性能參數(shù)。

     除疏水器的壓力、溫度等參數(shù)應(yīng)與所使用的設(shè)備條件相匹配外，疏水器各種壓差下的排水量，則是選擇疏水器的一個(gè)重要因素。如果所選用安裝的疏水器排水量太小，就不能及時(shí)排除已到達(dá)該疏水器的全部凝結(jié)水，使凝結(jié)水受阻倒流，終將造成堵塞，使設(shè)備加熱效率顯著降低。相反，選用排量太大的疏水器將導(dǎo)致閥門關(guān)閉件過(guò)早的磨損和失效。隨著閥體增大，其制造成本也將增大，不經(jīng)濟(jì)。因此，對(duì)設(shè)備或管道內(nèi)產(chǎn)生的凝結(jié)水量，必須正確的測(cè)定或根據(jù)計(jì)算式求出，為正確選用疏水器提供條件。在確定疏水器的排水量時(shí)，應(yīng)根據(jù)各種用汽設(shè)備的特點(diǎn)、疏水器的排放形式來(lái)確定“安全系數(shù)K”。

一般應(yīng)按下式計(jì)算：

疏器的每小時(shí)排水量＝設(shè)備或管道每小時(shí)產(chǎn)生的凝結(jié)水量×安全系數(shù)K蒸汽疏水器要以現(xiàn)場(chǎng)蒸汽的實(shí)際使用情況和設(shè)備的性能來(lái)選擇適用的蒸汽疏水閥，以確保蒸汽設(shè)備的運(yùn)行效率。蒸汽疏水器要做出正確的選型，還必須掌握以下情況：

1)系統(tǒng)的壓力，壓差，背壓和冷凝水流量以確定蒸汽疏水器的口徑大小和型號(hào)。

2)是否是飽和蒸汽，設(shè)備要求的排放溫度。

3)是否安裝了溫度控制系統(tǒng)，溫控閥將減小疏水閥上 游的壓力。如有必要應(yīng)采用蒸汽疏水器泵或自動(dòng)泵和疏水閥的組合。

4)要求的材質(zhì)，連接方式等。

5)考慮水錘、振動(dòng)、冰凍、排空氣等問(wèn)題。

不同類型的蒸汽疏水器可滿足不同行業(yè)和特殊應(yīng)用的要求，如帶破蒸汽汽鎖裝置的FT浮球疏水閥專為滾筒疏水而設(shè)計(jì);專為潔凈蒸汽系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不蒸汽疏水器，能用于食品、制藥等行業(yè)。還有一些特定類型的蒸汽疏水器可以滿足特定的應(yīng)用。

工業(yè)蒸汽疏水器選型分析

設(shè)備每小時(shí)產(chǎn)生的凝結(jié)水量即是設(shè)備每小時(shí)的蒸汽消耗量。安全系數(shù)K，不是理論上所規(guī)定，也不是能通過(guò)計(jì)算求得的，而是從經(jīng)驗(yàn)中得出的數(shù)據(jù)。安全系數(shù)K的確定，其影響因素主要有兩方面：一方面是疏水器的排水性能。由于目前疏水器對(duì)系統(tǒng)壓差、流量變化的適用能力有限，且生產(chǎn)廠商為用戶提供的疏水器容量都是以每小時(shí)的連續(xù)排放量表示的，而實(shí)際上大部分情況下疏水器都是間斷排放的。另一方面是蒸汽使用設(shè)備的種類。蒸汽使用設(shè)備不同，其運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中凝結(jié)水生成的負(fù)荷特性也不同。要考慮蒸汽使用設(shè)備在啟動(dòng)時(shí)凝結(jié)水大量生成和正常運(yùn)行時(shí)其凝結(jié)水排水量的變化情況；同時(shí)還應(yīng)考慮設(shè)備是連續(xù)運(yùn)行或是間斷運(yùn)行等不同情況。如果排水特性變化大，又是間斷運(yùn)行的設(shè)備，那么安全系數(shù)要選取偏大，反之則取偏小為好。