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中图分类号:G31 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)11-0243-01
一、国内蒸汽疏水阀现状概述
蒸汽疏水阀是用于蒸汽供热设备和蒸汽管道上,能自动地排除蒸汽使用设备和管道中的冷凝水、空气及其它不可凝结的气体,并能防止蒸汽泄漏的自动阀门。蒸汽广泛地应用于工业生产和生活设施中,无论在蒸汽的输送管道系统,还是利用蒸汽来进行加热、干燥、保温、消毒、蒸煮、浓缩、换热、采暖、空调等工艺,过程中所产生的冷凝水都需要通过蒸汽疏水阀排除,而不允许蒸汽泄漏。 蒸汽疏水阀性能的优劣,对于蒸汽系统的正常运行,用汽设备热效率的提高及能源的合理利用等方面具有至关重要的作用。
特别是在煤、石油及天然气等一次能源日益减少的情况下,世界各国政府都将节约能源和开发新能源作为重要的国策。而蒸汽疏水阀在蒸汽使用系统的节能方面起着不可忽视的关键作用。 据我国有关部门统计,目前全国蒸汽疏水阀拥有量约为432.4万台,大约有80%的产品达不到现行国家标准漏汽量小于3%的要求,其泄漏率大都在10%左右,这样一台蒸汽疏水阀就耍浪费 4.44吨标煤,全国正在使用的达不到现行国家标准的疏水阀就要浪费1432.33万吨标煤,折合人民币186203万元,这是一笔相当可观的数字,由此可见蒸汽疏水阀的节能作用之大,及其在国民经济发展中的地位之重要是不可等闲视之的。
随着国外能源危机的进一步加剧和现代化工业技术的迅速发展,对热能充分利用的要求日益提高,蒸汽疏水阀的研究工作在国外更是得到了广泛的开展。国外蒸汽疏水阀生产厂家为适应现代工业的需要,研制工作更加深入,生产发展很快。本文将结合良科公司的蒸汽疏水阀的产品系列介绍各种类型的蒸汽疏水阀和它们的适用场合。
二、各种蒸汽疏水阀的工作原理
当蒸汽冷凝时,它会释放出汽化的能量(潜热能)而形成冷凝水。冷凝水只含有饱和温度下水所含有的能量(显热能)。但是为了确保蒸汽系统中维持最大的热传导效率,此冷凝水必须排出系统之外,另外从锅炉中产生的一些不凝性气体和空气以及蒸汽系统起动时管道内的空气也必须排出蒸汽系统,但同时必须保留有用的蒸汽,这些功能就是由一种自动装置 - 蒸汽疏水阀来完成。
蒸汽疏水阀有各种不同的疏水方式,有些是感应密度的变化(如机械式)而动作,有些是感应温度的变化而动作排放,而有些是受通过它们的热态冷凝水本身的静压及动压之变化而感应开关的。目前疏水阀在世界范围内,按工作原理划分,主要有三大类
1、机械型蒸汽疏水阀:利用冷凝水与蒸汽之间的密度差来操作的。
机械类疏水阀的第一大类是浮球式疏水阀,目前国际上主导的产品为连杆式浮球疏水阀。疏水阀除了排水阻汽功能外,要求具有良好的排空气性能,所有的良科浮球式蒸汽疏水阀均带有热静力派空气装置TV,作为标准配置。有些疏水阀除了排空气装置以外,还带有蒸汽汽锁释放装置,主要应用于发生蒸汽堵塞冷凝水无法到达疏水阀的场合即所谓的蒸汽汽锁情况,如使用虹吸管排除冷凝水(旋转滚筒设备)或疏水阀前有一段长管道时。
浮球式蒸汽疏水阀在冷凝水产生后立刻排出冷凝水,能够根据压力和负载的变化迅速排出大量的冷凝水,当对于其它类型的同口径疏水阀排量大,因此它最适合于换热要求高、设备不允许积水的各种换热设备以及带自动温度控制的设备的最佳选择。同时该类型的疏水阀出口总是浸没在冷凝水中,具有真正意义上排水阻汽的功能。良科可以提供各种型号的浮球式蒸汽疏水阀能满足各种制程工艺的需要。
2、热静力式蒸汽疏水阀
热静力式蒸汽疏水阀根据蒸汽和过冷态冷凝水或空气/蒸汽混合物之间的温度差来工作。它可用于允许过冷台冷凝水存在的设备,可利用冷凝水中的显热能。双金属蒸汽疏水阀的工作原理是众所周知的双金属片的感温特性来工作。双金属的工作曲线近于蒸汽飽和曲线,双金属疏水阀一般低于蒸汽饱和温度25-30度时排放冷凝水以充分利用冷凝水.热静力蒸汽疏水阀的优点在于:体积小,重量轻,同时有较大的冷凝水排量,冷态时完全打开,排空气性能好,安装于室外不会受到冰冻损坏,耐水锤、腐蚀。是伴热以及非关键蒸汽设备的理想选择。
热静力蒸汽疏水阀的缺点在于:低于蒸汽饱和温度排放冷凝水,因此不能用于要求立即排放冷凝水的加热设备,为了避免换热设备的积水,热静力疏水阀前必须安装1-2米的冷却管。双金属式疏水阀对温度变化的反应相对较慢。
3、热动力蒸汽疏水阀(圆盘式蒸汽疏水阀)
热动力蒸汽疏水阀(在国内又称为圆盘式疏水阀)由于其结构紧凑、原理简单、工作可靠等特点在国内外被广泛使用,甚至达到被“滥用"的程度。它是根据低速冷凝水与高速闪蒸蒸汽之间的“动力"压差来工作,整个工作过程只有一个活动部件 – 不锈钢碟片,它具有良好的关紧力并可以防止冷凝水回流回设备,确保设备的最大工作效率。
1.起机时,进口压力作用于碟片下部,顶起碟片,空气和较冷的冷凝水立即排出。
2.当仅低于蒸汽温度的热冷凝水流经疏水阀时,压力降低产生闪蒸蒸汽。高速的闪蒸蒸汽在碟片下方产生一个低压区,使碟片靠近阀座。
3.同时,集聚在碟片上方的闪蒸蒸汽也使碟片压紧阀座内环及外环。
4.由于顶盖的散热,碟片上方的闪蒸蒸汽冷凝,压力下降,碟片再次升起,排出冷凝水。工作循环不断重复。
由于热动力蒸汽疏水阀的工作原理要求进入疏水阀的压力不低于一定的值,同时疏水阀的背压一般不能高于进口压力的50%(良科公司热动力疏水阀出口背压最高可以达到80%),否则疏水阀将不能正常工作。另外,热动力疏水阀为间歇式排放。因此,热动力疏水阀一般不能使用于对加热效率高同时带有温度控制设备的换热器的应用。热动力疏水阀一般应用于定压系统的冷凝水排放,如蒸汽主管道、拌热管线、压烫机等的应用。 热动力疏水阀在关闭过程中,阀芯和阀座之间有强烈的冲击,如果阀芯和阀座的材质选择不当、加工处理不合理,很容易造成阀芯和阀座的磨损,大大降低疏水阀的使用寿命。
三、蒸汽疏水阀的选型
由于各种型式的蒸汽疏水阀各有不同的优缺点和不同的适用条件,因此多年以来各种型式的蒸汽疏水阀长期并存,应用于蒸汽系统的各种设备中,没有一种万能的疏水阀。如从工作原理来看,浮球式蒸汽疏水阀几乎可用于每一种应用中,但事实上并非如此,在安装空间较小的蒸汽主管上通常安装热动力型蒸汽疏水阀,而对于要求过冷态排水以充分利用冷凝水中显热的应用中,浮球式疏水阀则是不合适的。
蒸汽疏水阀的简单技术使得用户常尝试用一种疏水阀满足所有的要求,譬如只用浮球式疏水阀,但应用要求以及设备性能的不同意味着一种疏水阀不可能满足所有的应用,否则就会影响整个系统的效率。
除以上因素外,我们同时应考虑其它因素,如环境温度是否会低于零度?冷冻会对疏水阀造成一定的损害,尤其是黄铜或铸铁材质的疏水阀。
一、国内蒸汽疏水阀现状概述
蒸汽疏水阀是用于蒸汽供热设备和蒸汽管道上,能自动地排除蒸汽使用设备和管道中的冷凝水、空气及其它不可凝结的气体,并能防止蒸汽泄漏的自动阀门。蒸汽广泛地应用于工业生产和生活设施中,无论在蒸汽的输送管道系统,还是利用蒸汽来进行加热、干燥、保温、消毒、蒸煮、浓缩、换热、采暖、空调等工艺,过程中所产生的冷凝水都需要通过蒸汽疏水阀排除,而不允许蒸汽泄漏。 蒸汽疏水阀性能的优劣,对于蒸汽系统的正常运行,用汽设备热效率的提高及能源的合理利用等方面具有至关重要的作用。
特别是在煤、石油及天然气等一次能源日益减少的情况下,世界各国政府都将节约能源和开发新能源作为重要的国策。而蒸汽疏水阀在蒸汽使用系统的节能方面起着不可忽视的关键作用。 据我国有关部门统计,目前全国蒸汽疏水阀拥有量约为432.4万台,大约有80%的产品达不到现行国家标准漏汽量小于3%的要求,其泄漏率大都在10%左右,这样一台蒸汽疏水阀就耍浪费 4.44吨标煤,全国正在使用的达不到现行国家标准的疏水阀就要浪费1432.33万吨标煤,折合人民币186203万元,这是一笔相当可观的数字,由此可见蒸汽疏水阀的节能作用之大,及其在国民经济发展中的地位之重要是不可等闲视之的。
随着国外能源危机的进一步加剧和现代化工业技术的迅速发展,对热能充分利用的要求日益提高,蒸汽疏水阀的研究工作在国外更是得到了广泛的开展。国外蒸汽疏水阀生产厂家为适应现代工业的需要,研制工作更加深入,生产发展很快。本文将结合良科公司的蒸汽疏水阀的产品系列介绍各种类型的蒸汽疏水阀和它们的适用场合。
二、各种蒸汽疏水阀的工作原理
当蒸汽冷凝时,它会释放出汽化的能量(潜热能)而形成冷凝水。冷凝水只含有饱和温度下水所含有的能量(显热能)。但是为了确保蒸汽系统中维持最大的热传导效率,此冷凝水必须排出系统之外,另外从锅炉中产生的一些不凝性气体和空气以及蒸汽系统起动时管道内的空气也必须排出蒸汽系统,但同时必须保留有用的蒸汽,这些功能就是由一种自动装置 - 蒸汽疏水阀来完成。
蒸汽疏水阀有各种不同的疏水方式,有些是感应密度的变化(如机械式)而动作,有些是感应温度的变化而动作排放,而有些是受通过它们的热态冷凝水本身的静压及动压之变化而感应开关的。目前疏水阀在世界范围内,按工作原理划分,主要有三大类
1、机械型蒸汽疏水阀:利用冷凝水与蒸汽之间的密度差来操作的。
机械类疏水阀的第一大类是浮球式疏水阀,目前国际上主导的产品为连杆式浮球疏水阀。疏水阀除了排水阻汽功能外,要求具有良好的排空气性能,所有的良科浮球式蒸汽疏水阀均带有热静力派空气装置TV,作为标准配置。有些疏水阀除了排空气装置以外,还带有蒸汽汽锁释放装置,主要应用于发生蒸汽堵塞冷凝水无法到达疏水阀的场合即所谓的蒸汽汽锁情况,如使用虹吸管排除冷凝水(旋转滚筒设备)或疏水阀前有一段长管道时。
浮球式蒸汽疏水阀在冷凝水产生后立刻排出冷凝水,能够根据压力和负载的变化迅速排出大量的冷凝水,当对于其它类型的同口径疏水阀排量大,因此它最适合于换热要求高、设备不允许积水的各种换热设备以及带自动温度控制的设备的最佳选择。同时该类型的疏水阀出口总是浸没在冷凝水中,具有真正意义上排水阻汽的功能。良科可以提供各种型号的浮球式蒸汽疏水阀能满足各种制程工艺的需要。
2、热静力式蒸汽疏水阀
热静力式蒸汽疏水阀根据蒸汽和过冷态冷凝水或空气/蒸汽混合物之间的温度差来工作。它可用于允许过冷台冷凝水存在的设备,可利用冷凝水中的显热能。双金属蒸汽疏水阀的工作原理是众所周知的双金属片的感温特性来工作。双金属的工作曲线近于蒸汽飽和曲线,双金属疏水阀一般低于蒸汽饱和温度25-30度时排放冷凝水以充分利用冷凝水.热静力蒸汽疏水阀的优点在于:体积小,重量轻,同时有较大的冷凝水排量,冷态时完全打开,排空气性能好,安装于室外不会受到冰冻损坏,耐水锤、腐蚀。是伴热以及非关键蒸汽设备的理想选择。
热静力蒸汽疏水阀的缺点在于:低于蒸汽饱和温度排放冷凝水,因此不能用于要求立即排放冷凝水的加热设备,为了避免换热设备的积水,热静力疏水阀前必须安装1-2米的冷却管。双金属式疏水阀对温度变化的反应相对较慢。
3、热动力蒸汽疏水阀(圆盘式蒸汽疏水阀)
热动力蒸汽疏水阀(在国内又称为圆盘式疏水阀)由于其结构紧凑、原理简单、工作可靠等特点在国内外被广泛使用,甚至达到被“滥用"的程度。它是根据低速冷凝水与高速闪蒸蒸汽之间的“动力"压差来工作,整个工作过程只有一个活动部件 – 不锈钢碟片,它具有良好的关紧力并可以防止冷凝水回流回设备,确保设备的最大工作效率。
1.起机时,进口压力作用于碟片下部,顶起碟片,空气和较冷的冷凝水立即排出。
2.当仅低于蒸汽温度的热冷凝水流经疏水阀时,压力降低产生闪蒸蒸汽。高速的闪蒸蒸汽在碟片下方产生一个低压区,使碟片靠近阀座。
3.同时,集聚在碟片上方的闪蒸蒸汽也使碟片压紧阀座内环及外环。
4.由于顶盖的散热,碟片上方的闪蒸蒸汽冷凝,压力下降,碟片再次升起,排出冷凝水。工作循环不断重复。
由于热动力蒸汽疏水阀的工作原理要求进入疏水阀的压力不低于一定的值,同时疏水阀的背压一般不能高于进口压力的50%(良科公司热动力疏水阀出口背压最高可以达到80%),否则疏水阀将不能正常工作。另外,热动力疏水阀为间歇式排放。因此,热动力疏水阀一般不能使用于对加热效率高同时带有温度控制设备的换热器的应用。热动力疏水阀一般应用于定压系统的冷凝水排放,如蒸汽主管道、拌热管线、压烫机等的应用。 热动力疏水阀在关闭过程中,阀芯和阀座之间有强烈的冲击,如果阀芯和阀座的材质选择不当、加工处理不合理,很容易造成阀芯和阀座的磨损,大大降低疏水阀的使用寿命。
三、蒸汽疏水阀的选型
由于各种型式的蒸汽疏水阀各有不同的优缺点和不同的适用条件,因此多年以来各种型式的蒸汽疏水阀长期并存,应用于蒸汽系统的各种设备中,没有一种万能的疏水阀。如从工作原理来看,浮球式蒸汽疏水阀几乎可用于每一种应用中,但事实上并非如此,在安装空间较小的蒸汽主管上通常安装热动力型蒸汽疏水阀,而对于要求过冷态排水以充分利用冷凝水中显热的应用中,浮球式疏水阀则是不合适的。
蒸汽疏水阀的简单技术使得用户常尝试用一种疏水阀满足所有的要求,譬如只用浮球式疏水阀,但应用要求以及设备性能的不同意味着一种疏水阀不可能满足所有的应用,否则就会影响整个系统的效率。
除以上因素外,我们同时应考虑其它因素,如环境温度是否会低于零度?冷冻会对疏水阀造成一定的损害,尤其是黄铜或铸铁材质的疏水阀。