淺談幾種鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥的工作原理和選型

連云港市宏琦電力輔機(jī)有限公司介紹了蒸汽鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀、定義和分類，并介紹了各類鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥的工作原理及其適用條件、安裝要求等，舉例說明如何適當(dāng)?shù)倪x型。

鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥是一種在阻止蒸汽泄漏的同時能夠自動排出管道和用熱設(shè)備中凝結(jié)水的自動裝置；有的還能排出管道中的不凝性氣體，以保證管道暢通，提高熱效率。

疏水系統(tǒng)安全可靠對于提高整個蒸汽系統(tǒng)的運(yùn)行效率、降低能耗至關(guān)重要，同時它也能夠提高設(shè)備性能、延長設(shè)備壽命，帶來經(jīng)濟(jì)效益；減少熱量泄漏、能源消耗，帶來環(huán)境效益。

1鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥的發(fā)展現(xiàn)狀

國內(nèi)蒸汽鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥以生產(chǎn)中、低壓蒸汽鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥為主，發(fā)展起步較國外晚。上世紀(jì)90年代以來，我國鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥的生產(chǎn)水平逐漸提高，與國外先進(jìn)水平的差距也日漸縮小，但近10年來鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥的研究和發(fā)展較緩，生產(chǎn)水平較上世紀(jì)80年代降低，產(chǎn)品質(zhì)量也有所下降。

我國蒸汽鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)大多都是上世紀(jì)80年代末制定的，2005年后雖然進(jìn)行了部分修訂，但高參數(shù)蒸汽鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥并未按照同等參數(shù)進(jìn)行試驗，動作、排量、漏汽量等性能也不能直接進(jìn)行測試，實際產(chǎn)品和使用要求之間有很大一段距離。

2相關(guān)定義

鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥背壓率；鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥出口壓力與鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥入口壓力的百分比。

鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥的高背壓率：鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥在高工作壓力下能正常動作時，高工作背壓(鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥出口端的壓力)與高工作壓力的百分比。

鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥的過冷度：鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥正常工作時，閥內(nèi)凝結(jié)水的溫度與相應(yīng)壓力下的飽和溫度之差的絕對值

鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥的壓差：是指蒸汽鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥的入口壓力與出口壓力的之差。

3鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥的分類和工作原理

3.1機(jī)械型蒸汽鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥

機(jī)械型蒸汽鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥利用凝結(jié)水和蒸汽的密度差原理工作。由于液體和氣體密度差異大，浮力也不同，從而使浮子發(fā)揮作用，啟閉閥門。

3.2ES/ER型鐘形浮子式

它的設(shè)計原理是一個杠桿系統(tǒng)，此系統(tǒng)是利用被放大的浮桶所提供的力以克服蒸汽壓力，打開閥門。浮桶敞口倒置的設(shè)計，使它能夠防止水擊造成的損害。此外，系統(tǒng)的各易磨損部位都裝了加固措施，使其使用壽命延長。

應(yīng)用場所

主要用在凝結(jié)水需要盡快排出、溫度控制嚴(yán)格、升溫要求快速、設(shè)備中不能存積凝結(jié)水的設(shè)備上。

安裝要求

應(yīng)水平安裝在距離設(shè)備盡可能近的地方，而且不需任何調(diào)整即可自動工作。

3.3浮球式蒸汽鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥

浮球式蒸汽鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥大的特征是可以做到連續(xù)排水。凝結(jié)水量較大時，能夠連續(xù)排放，提高了使用效率。按其結(jié)構(gòu)可以分為“自由浮球式”和“杠桿浮球式”。

3.4自由浮球式J系列產(chǎn)品

應(yīng)用場合

該類閥主要用于飽和蒸汽主管、伴熱管線、蒸汽加熱設(shè)備和凝結(jié)水回收系統(tǒng)。

安裝要求

應(yīng)水平安裝在距離設(shè)備較近的位置。

3.5杠桿浮球式鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥

應(yīng)用場合

該類閥主要用在溫升較快，加熱溫度穩(wěn)定、熱效率高的設(shè)備上，且一般用在凝結(jié)水連續(xù)排放的場合。

安裝要求

應(yīng)水平安裝在距離設(shè)備較近的位置。

3.6熱靜力型蒸汽鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥

熱靜力型蒸汽鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥的工作原理是利用凝結(jié)水和蒸汽的溫度差，感溫原件隨溫度的變化改變形狀，從而開閉鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥。

3.7雙金屬式鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥

應(yīng)用場合

該類閥適用于需充分利用高溫凝結(jié)水顯熱的場合使用。主要用在加熱設(shè)備受熱面積較大，溫度控制要求不太嚴(yán)格，不要求迅速加熱，凝結(jié)水可以適當(dāng)滯留的設(shè)備和供熱系統(tǒng)。

安裝要求

可任意安裝，但閥門進(jìn)口管應(yīng)設(shè)一段約1米的冷卻管(裸管),在排放之前，滯留的凝結(jié)水必須下降一定的溫度，以確保動作必須的溫差，以利于閥門排水。

3.8熱動力型蒸汽鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥

以熱動力性質(zhì)動作，使閥門啟閉。根據(jù)凝結(jié)水和蒸汽的運(yùn)動速度不同，蒸汽冷卻后，產(chǎn)生凝結(jié)，形成低壓，而后高壓凝結(jié)水進(jìn)入低壓區(qū)，引起再蒸發(fā)。

3.9圓盤式蒸汽鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥

應(yīng)用場合

主要用在石化行業(yè)及電站等高溫高壓的蒸汽輸送管、空氣加熱器、干燥器及過熱蒸汽等場合。

安裝要求

該類閥可以進(jìn)行任意方位安裝的安裝，但在垂直配管上安裝時出口應(yīng)向下。

4泵式鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥

泵式鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥性能特點(diǎn)

4.1提高生產(chǎn)效率

4.2防止熱交換器“滯流”

4.3有效回收冷凝水

4.4不會發(fā)生汽蝕問題

4.5無需電力

泵式鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥的應(yīng)用場合

4.6蒸汽設(shè)備所需要的蒸汽壓力低于大氣壓，但需將凝結(jié)水排放到大氣中；

4.7將蒸汽設(shè)備中的凝結(jié)水蒸汽輸送至壓力比蒸汽壓力更高的管線；

4.8低壓蒸汽裝置產(chǎn)生的凝結(jié)水，升高至相當(dāng)于該壓力的水頭高度以上時；

4.9蒸汽工作過程中如遇大氣壓波動，必須及時排放凝結(jié)水時。

5鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥的選型

5.1選型條件：

5.1.1選擇符合使用條件的形式；

5.1.1.1如果需要設(shè)備快速加熱，加熱溫度控制要求嚴(yán)格，加熱設(shè)備中不能存積凝結(jié)水，則需選用能迅速排出飽和水的鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥。

5.1.1.2如果加熱設(shè)備受熱面積較大，不要求迅速加熱，對加熱溫度控制要求不嚴(yán)格，允許積存一定量的凝結(jié)水時可選用熱靜力型鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥。

5.2選擇適應(yīng)使用條件的容量；

根據(jù)排水量大小選擇：在選擇時，鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥的各種壓差下的排水量、溫度、壓力等參數(shù)均應(yīng)與所使用的設(shè)備條件相匹配。

5.3耐用性良好；

5.4便于維修。

5.5蒸汽鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥的安裝和配管方法要正確；

5.6進(jìn)行定期維修。

6蒸汽鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥的容量

蒸汽鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥的容量，指的是蒸汽鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥排除凝結(jié)水的能力，通常以每小時大排放量Kg/H或t/h來表示。

6.1蒸汽使用設(shè)備的容量

6.1.1通常，其容量生產(chǎn)廠家都會在明牌上標(biāo)明。例如熱交換器的容量(大蒸汽流量)5t/h,我們即可判斷該設(shè)備的蒸汽消耗量為5t/h。

設(shè)備的容量=凝結(jié)水產(chǎn)生量=蒸汽消耗量

6.1.2設(shè)備的容量不能確定時，可以通過實測或計算求得。

6.1.3蒸汽鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥的容量蒸汽鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥容量=蒸汽使用設(shè)備容量(凝結(jié)水產(chǎn)生量)X安全率

“安全率”是指在確定蒸汽鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥容量時，在蒸汽設(shè)備實際的凝結(jié)水產(chǎn)生量與所標(biāo)出的容量有誤差時同樣也可以確保鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥正常工作而估計的安全系數(shù)。通常為2-3,下表列出了幾種常用的用汽設(shè)備安全率。

7鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥選型舉例

例1、一條伴熱管線，0.5MPa飽和蒸汽，蒸汽消耗量(凝結(jié)水量)200kg/h,凝結(jié)水通過蒸汽鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥直接排入地溝(背壓為零),確定選擇蒸汽鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥型號。

選擇方法：

7.1選擇符合使用條件的形式：確定鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥背壓率：0/0.5*100%=0

三大類均可，從節(jié)能角度看，選擇熱靜力型合適。

7.2確定鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥的容量：2×200=400kg/h3×200=600kg/h鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥的容量在400kg/h-600kg/h

7.3確定鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥壓差：0.5-0=0.5MPa

7.4確定鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥型號，查排量曲線圖，排量在400kg/h-

600kg/h與壓差0.5MPa的交點(diǎn)，可選用TB11、TB3、TB5、TB6、ES8B-8、ESH12N、SP3-16、J5N-8,從節(jié)能角度看選擇熱靜力型TB11、TB3、TB5、TB6均可。

例2、一條DN400壓力0.5MPa飽和蒸汽輸送管線，每距60米安裝一個凝結(jié)水疏水點(diǎn)，每個疏水點(diǎn)凝結(jié)水量為70kg/h,凝結(jié)水需回收到壓力為0.3MPa凝結(jié)水回收系統(tǒng)，試確定蒸汽鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥型號。

選擇方法：

7.4.1選擇符合使用條件的形式：確定鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥背壓率：0.3/0.5*100%=60%。選擇機(jī)械型鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥(浮桶式、浮球式);

7.4.2確定鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥的容量：2×70=140kg/h3x70=210kg/h鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥的容量在140kg/h-210kg/h

7.4.3確定鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥壓差：0.5-0.3=0.2MPa

7.4.4確定鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥型號，查排量曲線圖，排量在140kg/h-210kg/h與壓差0.3MPa的交點(diǎn)，可選用ES8B-16、J3N-8由于蒸汽鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥具有能迅速排除產(chǎn)生的凝結(jié)水、空氣及其它不可凝氣體的功能，它可以有效防止蒸汽泄漏，防止水擊，提高蒸汽使用設(shè)備工作效率，防止用汽設(shè)備熱變形損傷，防止化學(xué)腐蝕。因此研究燕汽鍋爐蒸汽汽液兩相流疏水器疏水閥工作原理、結(jié)構(gòu)并正確選用具有重大意義。