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[摘 要]介绍了蒸汽疏水阀的原理、类别、选型、安装及使用，较重点的介绍了倒置桶型蒸汽疏水阀。
[关键词]蒸汽疏水阀 倒置桶型疏水阀 蒸汽疏水阀的类别及原理
中图分类号：TM05 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0389-01
蒸汽疏水阀是安装在蒸汽系统上，能自动地排除设备和管道中的冷凝水、空气及其它不凝结气体，并能防止蒸汽泄漏的自动阀门。疏水阀按动作原理分类主要有：浮球型疏水阀、热静力型疏水阀、热动力型疏水阀、倒置桶型疏水阀等。
1.浮球型疏水阀
浮球型疏水阀包括一个浮球和波纹管元件。自由浮球式疏水阀是利用阿基米德浮力原理，使浮球随体腔内液面的升降而升降，从而打开或关闭阀座排水孔形成排水阻汽动作。这类阀的特点是：适用于大排量，体积较大；在寒冷地区，为了防止蒸汽疏水阀内部的凝结水冻结，必须进行保温。浮球型疏水阀的故障主要是关闭故障，浮球可能损坏或下沉，不能保持在开的位置。
2.热静力型疏水阀
热静力型蒸汽疏水阀是靠蒸汽和冷却的凝结水和空气之间的温差来工作的。蒸汽增加热静力元件内部的压力，使疏水阀关闭。凝结水和不凝结气体在集水管中积存，温度开始下降，热静力元件收缩，打开阀门。在疏水阀前积存的凝结水量，取决于负荷条件、蒸汽压力和管道尺寸。值得注意的是，不凝结气体可能积存在凝结水的后面。热静力型疏水阀也可以用来排放蒸汽系统中的空气。但不能适应负荷的急剧变化，不适合蒸汽压力变动大的场合。
3. 热动力型疏水阀
与热静力型蒸汽疏水阀相反，热动力型疏水阀是根据蒸汽和凝结水的运动速度不同，或者说既利用了蒸汽的凝结作用，又利用了凝结水的再蒸发作用。即蒸汽一旦冷却，就产生凝结，形成低压高压张结水进入低压区，会引起再蒸发。另外，这种型式双利用了蒸汽和凝结水的密度差和粘性系数差。热动力型疏水阀体积小，重量轻，但不适用于大排量，且易有故障。
4.倒置桶型疏水阀
根据蒸汽和水比重不同的原理工作的机械式疏水阀。蒸汽进入倒置桶内，使桶浮起来，关闭出口阀。凝结水进入疏水阀改变桶的浮力，使其下沉，打开疏水阀放出凝结水。与其他机械式疏水阀不同，倒置桶可以在蒸汽温度下连续排放空气和其他不凝结气体。倒置桶型疏水阀排除空气能力强，没有空气气堵和蒸汽汽锁现象，排量大但有冻结的可能。
倒置桶型蒸汽疏水阀是目前所知道的最可靠的疏水阀，几乎可为所有蒸汽输送管线、伴热管线和蒸汽设备提供高效的疏水。倒置桶在铸铁壳内长期稳定可靠的工作，既降低了维修费用，又节约了蒸汽能源。
独特的杠杆机构将倒置桶重力放大，以便开启受到系统压差作用的阀瓣。杠杆机构为自由浮动式，没有固定支点造成的磨损。
由于阀瓣与阀座位于阀体的顶部，污物不会积存在阀孔处。细小的杂质在阀内处于悬浮状态，当倒置桶下沉打开阀孔时。杂质便会随凝结水在压差作用下快速排出体外。
疏水阀排放口完全被水封包围，可防止新鲜蒸汽损失。倒置桶上的排气孔可以确保在蒸汽温度下连续自动排放空气和二氧化碳等不凝性气体。
尽管倒置桶疏水阀排放动作是间断的，但其凝结水排放确是连续的，不存在凝结水的积聚问题。同时由于浮筒开口倒置，所以可以防止由于水击造成的损坏。
蒸汽疏水阀的选型
为了使蒸汽疏水阀充分发挥作用，在给定条件下正确选择疏水阀并适当地安装维护，是至关重要的。蒸汽疏水阀的选型主要考虑以下几个因素：
1.凝结水负荷：凝结水负荷是影响疏水阀选型的决定性因素，本文稍后將分情况集中加以介绍。
2.安全系数或经验系数的选取：在蒸汽疏水阀的选型过程中，必须考虑安全系数。安全系数可以从1.5到10。
3.压差：压差即疏水阀前后压力之差，如锅炉和蒸汽主管压力或减压阀下游压力与回水管线之间的压力差。疏水阀必须能够在这种压差下打开。
工作压差：当用汽设备满负荷工作时，疏水阀进口蒸汽压力可能会比蒸汽主管里的压力要低。而凝结水回水总管的压力可能会比大气压高（背压）。如果工作压差不少于最大压差的80%，那么在选择疏水阀时使用最大压差是安全的。所供蒸汽的调控。会引起压差的大幅度变化。用汽设备的压力可能会降到大气压，甚至更低（到真空）。
影响压差的各种因素：除了发生压力调节阀故障，压差一般只会比正常值或设计值略低一点。压差的变化可以由进口压力的变化而引起。
进口压力可能因下列因素而低于其正常值：压力控制阀或者温度调节阀调制动作；“虹吸排放现象”，排放点与疏水阀之间每升高610mm，进口压力（和压差）就会降低0.007MPa。
背压压力可能因下列因素而低于其正常值：管路摩擦（流量及流速的变化）；其它疏水阀向回水系统排放；升高凝结水，如果只排放凝结水的话，凝结水每升高610mm，排放压力就会升高0.007MPa。但是如果有闪蒸蒸汽出现的话，背压的增加值会降到零。
4.最高允许压力
疏水阀必须能够承受系统最高压力或设计压力。它不一定在这个压差下工作，但必须能够承受这个压力。例如，最大进口压力是2.5MPa，回水管线压力是1MPa。但是疏水阀必须能承受住2.5MPa的最高允许压力，进而由此确定疏水阀壳体的材质。
下面分别就几种典型的蒸汽类型介绍一下疏水阀的选型。
1.蒸汽主管道疏水阀的选型：应该按照运行负荷下，热辐射损失产生的凝结水来选择疏水阀。如果按照开车时的负荷选择疏水阀，会引起疏水阀选型过大，这样会产生过早磨损。应该按照在低压预热条件下收集凝结水的情况，确定集水管的尺寸。安全系数取3。凝结水量可按下面的公式计算出来：
C=AxUx（T1-T2）E/H 其中：C为凝结水量，kg/m·h A为管道外表面积，m2/m
U为系数，kJ/m2℃·hT1为蒸汽温度，℃
T2为空气温度，℃E=1-保温效率
H=蒸汽潜热kJ/kg
安装：在所有低点或者自然排放点使用集水管及疏水阀，即使在没有自然排放点的地方，也应该安装集水管和疏水阀。通常每隔90m设一疏水点，但绝对不要超过150m。
2.蒸汽支管道疏水阀的选型：凝结水的负荷的计算公式与蒸汽主管中使用的公式一样，支管中使用的安全系数也是3。
安装：主管与调节阀之间的距离少于3m时，一般不需要疏水阀
3.过热蒸汽管道疏水閥的选型
给过热蒸汽系统疏水的首要原因是启动负荷。典型的启动负荷可以粗略的用下面的计算公式计算：
C=0.447Wp（t2-t1）/H
其中：C为凝结水量，kgWp为管道总重量，kg
H为压力X下的焓值减去Y压力下的显热0.447为钢管的比热
过热蒸汽疏水阀主要有以下两种类型：
双金属型疏水阀：这种疏水阀内的凝结水必须冷却到低于饱和温度，阀门才能开启。双金属型疏水阀还能胜任大的启动负荷
倒置桶型疏水阀：这种疏水阀既能胜任大的启动负荷，又能适合小的运动负荷。在过热系统中应用倒置桶型疏水阀存在的主要问题是保持其水封，因此应加装止回阀。选择疏水阀的规格时，选定启动负荷不需要安全系统。
4.蒸汽伴热管道疏水阀的选型
一条蒸汽伴热管道产生的凝结水负荷，可以使用下面的公式从管道的热损失中计算出来：
Q=LxUx△TxE/（SxH）
其中：Q为凝结水负荷，kg/h L为伴热管上各疏水阀之间管道的长度，m
U为热传导系数，kJ/㎡℃·h △T为温差，℃ H为蒸汽潜热，kJ/kg
E为1-保温效率S为管道单位外表面积的线性长度m/㎡
安全系数在各种情况下都是2。
安装：一定要安装在伴热管道的上部。
结论和建议
蒸汽疏水阀在蒸汽系统中是衔接蒸汽与凝结水两部分的系统的关键设备，它不仅是系统中汽与水的分割点，也是系统中压力的分割点。蒸汽系统运行中疏水环节的泄露（包括开启疏水旁通阀），同时破坏了蒸汽系统的供给能力和凝结水回收系统的低压运行，因此蒸汽疏水阀必须正确的选取。
参考文献
[1]兰静，封翠华.蒸汽疏水阀的选型及蒸汽管道疏水量的计算.
[2]王国兴.疏水器的正确选择及安装使用.石油化工设计.
[关键词]蒸汽疏水阀 倒置桶型疏水阀 蒸汽疏水阀的类别及原理
中图分类号：TM05 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0389-01
蒸汽疏水阀是安装在蒸汽系统上，能自动地排除设备和管道中的冷凝水、空气及其它不凝结气体，并能防止蒸汽泄漏的自动阀门。疏水阀按动作原理分类主要有：浮球型疏水阀、热静力型疏水阀、热动力型疏水阀、倒置桶型疏水阀等。
1.浮球型疏水阀
浮球型疏水阀包括一个浮球和波纹管元件。自由浮球式疏水阀是利用阿基米德浮力原理，使浮球随体腔内液面的升降而升降，从而打开或关闭阀座排水孔形成排水阻汽动作。这类阀的特点是：适用于大排量，体积较大；在寒冷地区，为了防止蒸汽疏水阀内部的凝结水冻结，必须进行保温。浮球型疏水阀的故障主要是关闭故障，浮球可能损坏或下沉，不能保持在开的位置。
2.热静力型疏水阀
热静力型蒸汽疏水阀是靠蒸汽和冷却的凝结水和空气之间的温差来工作的。蒸汽增加热静力元件内部的压力，使疏水阀关闭。凝结水和不凝结气体在集水管中积存，温度开始下降，热静力元件收缩，打开阀门。在疏水阀前积存的凝结水量，取决于负荷条件、蒸汽压力和管道尺寸。值得注意的是，不凝结气体可能积存在凝结水的后面。热静力型疏水阀也可以用来排放蒸汽系统中的空气。但不能适应负荷的急剧变化，不适合蒸汽压力变动大的场合。
3. 热动力型疏水阀
与热静力型蒸汽疏水阀相反，热动力型疏水阀是根据蒸汽和凝结水的运动速度不同，或者说既利用了蒸汽的凝结作用，又利用了凝结水的再蒸发作用。即蒸汽一旦冷却，就产生凝结，形成低压高压张结水进入低压区，会引起再蒸发。另外，这种型式双利用了蒸汽和凝结水的密度差和粘性系数差。热动力型疏水阀体积小，重量轻，但不适用于大排量，且易有故障。
4.倒置桶型疏水阀
根据蒸汽和水比重不同的原理工作的机械式疏水阀。蒸汽进入倒置桶内，使桶浮起来，关闭出口阀。凝结水进入疏水阀改变桶的浮力，使其下沉，打开疏水阀放出凝结水。与其他机械式疏水阀不同，倒置桶可以在蒸汽温度下连续排放空气和其他不凝结气体。倒置桶型疏水阀排除空气能力强，没有空气气堵和蒸汽汽锁现象，排量大但有冻结的可能。
倒置桶型蒸汽疏水阀是目前所知道的最可靠的疏水阀，几乎可为所有蒸汽输送管线、伴热管线和蒸汽设备提供高效的疏水。倒置桶在铸铁壳内长期稳定可靠的工作，既降低了维修费用，又节约了蒸汽能源。
独特的杠杆机构将倒置桶重力放大，以便开启受到系统压差作用的阀瓣。杠杆机构为自由浮动式，没有固定支点造成的磨损。
由于阀瓣与阀座位于阀体的顶部，污物不会积存在阀孔处。细小的杂质在阀内处于悬浮状态，当倒置桶下沉打开阀孔时。杂质便会随凝结水在压差作用下快速排出体外。
疏水阀排放口完全被水封包围，可防止新鲜蒸汽损失。倒置桶上的排气孔可以确保在蒸汽温度下连续自动排放空气和二氧化碳等不凝性气体。
尽管倒置桶疏水阀排放动作是间断的，但其凝结水排放确是连续的，不存在凝结水的积聚问题。同时由于浮筒开口倒置，所以可以防止由于水击造成的损坏。
蒸汽疏水阀的选型
为了使蒸汽疏水阀充分发挥作用，在给定条件下正确选择疏水阀并适当地安装维护，是至关重要的。蒸汽疏水阀的选型主要考虑以下几个因素：
1.凝结水负荷：凝结水负荷是影响疏水阀选型的决定性因素，本文稍后將分情况集中加以介绍。
2.安全系数或经验系数的选取：在蒸汽疏水阀的选型过程中，必须考虑安全系数。安全系数可以从1.5到10。
3.压差：压差即疏水阀前后压力之差，如锅炉和蒸汽主管压力或减压阀下游压力与回水管线之间的压力差。疏水阀必须能够在这种压差下打开。
工作压差：当用汽设备满负荷工作时，疏水阀进口蒸汽压力可能会比蒸汽主管里的压力要低。而凝结水回水总管的压力可能会比大气压高（背压）。如果工作压差不少于最大压差的80%，那么在选择疏水阀时使用最大压差是安全的。所供蒸汽的调控。会引起压差的大幅度变化。用汽设备的压力可能会降到大气压，甚至更低（到真空）。
影响压差的各种因素：除了发生压力调节阀故障，压差一般只会比正常值或设计值略低一点。压差的变化可以由进口压力的变化而引起。
进口压力可能因下列因素而低于其正常值：压力控制阀或者温度调节阀调制动作；“虹吸排放现象”，排放点与疏水阀之间每升高610mm，进口压力（和压差）就会降低0.007MPa。
背压压力可能因下列因素而低于其正常值：管路摩擦（流量及流速的变化）；其它疏水阀向回水系统排放；升高凝结水，如果只排放凝结水的话，凝结水每升高610mm，排放压力就会升高0.007MPa。但是如果有闪蒸蒸汽出现的话，背压的增加值会降到零。
4.最高允许压力
疏水阀必须能够承受系统最高压力或设计压力。它不一定在这个压差下工作，但必须能够承受这个压力。例如，最大进口压力是2.5MPa，回水管线压力是1MPa。但是疏水阀必须能承受住2.5MPa的最高允许压力，进而由此确定疏水阀壳体的材质。
下面分别就几种典型的蒸汽类型介绍一下疏水阀的选型。
1.蒸汽主管道疏水阀的选型：应该按照运行负荷下，热辐射损失产生的凝结水来选择疏水阀。如果按照开车时的负荷选择疏水阀，会引起疏水阀选型过大，这样会产生过早磨损。应该按照在低压预热条件下收集凝结水的情况，确定集水管的尺寸。安全系数取3。凝结水量可按下面的公式计算出来：
C=AxUx（T1-T2）E/H 其中：C为凝结水量，kg/m·h A为管道外表面积，m2/m
U为系数，kJ/m2℃·hT1为蒸汽温度，℃
T2为空气温度，℃E=1-保温效率
H=蒸汽潜热kJ/kg
安装：在所有低点或者自然排放点使用集水管及疏水阀，即使在没有自然排放点的地方，也应该安装集水管和疏水阀。通常每隔90m设一疏水点，但绝对不要超过150m。
2.蒸汽支管道疏水阀的选型：凝结水的负荷的计算公式与蒸汽主管中使用的公式一样，支管中使用的安全系数也是3。
安装：主管与调节阀之间的距离少于3m时，一般不需要疏水阀
3.过热蒸汽管道疏水閥的选型
给过热蒸汽系统疏水的首要原因是启动负荷。典型的启动负荷可以粗略的用下面的计算公式计算：
C=0.447Wp（t2-t1）/H
其中：C为凝结水量，kgWp为管道总重量，kg
H为压力X下的焓值减去Y压力下的显热0.447为钢管的比热
过热蒸汽疏水阀主要有以下两种类型：
双金属型疏水阀：这种疏水阀内的凝结水必须冷却到低于饱和温度，阀门才能开启。双金属型疏水阀还能胜任大的启动负荷
倒置桶型疏水阀：这种疏水阀既能胜任大的启动负荷，又能适合小的运动负荷。在过热系统中应用倒置桶型疏水阀存在的主要问题是保持其水封，因此应加装止回阀。选择疏水阀的规格时，选定启动负荷不需要安全系统。
4.蒸汽伴热管道疏水阀的选型
一条蒸汽伴热管道产生的凝结水负荷，可以使用下面的公式从管道的热损失中计算出来：
Q=LxUx△TxE/（SxH）
其中：Q为凝结水负荷，kg/h L为伴热管上各疏水阀之间管道的长度，m
U为热传导系数，kJ/㎡℃·h △T为温差，℃ H为蒸汽潜热，kJ/kg
E为1-保温效率S为管道单位外表面积的线性长度m/㎡
安全系数在各种情况下都是2。
安装：一定要安装在伴热管道的上部。
结论和建议
蒸汽疏水阀在蒸汽系统中是衔接蒸汽与凝结水两部分的系统的关键设备，它不仅是系统中汽与水的分割点，也是系统中压力的分割点。蒸汽系统运行中疏水环节的泄露（包括开启疏水旁通阀），同时破坏了蒸汽系统的供给能力和凝结水回收系统的低压运行，因此蒸汽疏水阀必须正确的选取。
参考文献
[1]兰静，封翠华.蒸汽疏水阀的选型及蒸汽管道疏水量的计算.
[2]王国兴.疏水器的正确选择及安装使用.石油化工设计.