蒸汽疏水阀的应用技术.doc

疏水阀的应用技术 （培训稿）引 言 自产业革命以来，蒸汽被广泛的应用在各行各业中，如化工、纺织、造纸、制药、冶金、船舶等行业无不大量使用蒸汽以达到工艺上所需要的温度。因此，如何及时的排除凝结水，以提高蒸汽使用的热效率就成为一个极其重要的问题，而蒸汽疏水阀正是处理和解决这一问题的唯一装置。蒸汽疏水阀的作用是在蒸汽加热设备或蒸汽管网上自动排除不断产生的凝结水、空气和不可凝气体。同时阻止蒸汽随水排出，所以蒸汽疏水阀又称阻汽排水阀。蒸汽中的热量是由显热和潜热组成的，如果是过热蒸汽，则除显热、潜热外还存在过热热。不使蒸汽泄漏才能充分利用热能。从蒸汽性质表中我们可以看出，潜热约占饱和蒸汽热焓的80%。而显热仅占饱和蒸汽热焓的20%左右。如果蒸汽中的潜热全部被利用，也就是说，要让蒸汽在用汽设备中完全凝结成水、放出全部潜热，这样最为合理。但是不将凝结水从用汽设备中迅速排出，一是用汽设备的一部分空间被凝结水占据，进入的蒸汽量就会减少；二是用汽设备的传热面被凝结水挡住，新进蒸汽不能和传热面接触，也不能与需要加热的物体进行热交换，放出大量的潜热。虽然这时传热面上的凝结水中的热量会传给需要加热的物体，但是显热热量少，所以这时用汽设备的效率将会大大降低。在工业生产中，蒸汽广泛用做动力（如推动蒸汽透平带动发电机、压缩机或离心泵等）和工艺加热介质（如各种换热设备、烘燥和蒸汽定型等的加热）。蒸汽疏水阀已成为各工业部门用汽设备和蒸汽管网中必不可少的重要装置。其性能的优劣，对于系统的正常运行，设备的热效率、能源的充分利用等，都有着重要作用。例如：在工艺设备中，如果疏水阀不能及时的排除凝结水，工艺设备的换热效率将受到极大地影响，以致无法达到生产工艺的要求。 根据经验，在用热动力式疏水阀时，烘干涤棉花呢速度常为4050m/miu,改用自由浮球式疏水阀后，常用车速为4553m/miu。如果车速提高5m/miu，每月以26天三班运转计，则每台月产量可提高187200m。由此可见，疏水阀的选用是否正确及性能的好坏，对提高生产率、节约能源、提高经济效益都有着密切的关系。疏水阀性能不好，就会使蒸汽管网中的凝结水不能及时排出，从而使蒸汽系统的运行恶化，由于凝结水在管网中的聚积，妨碍蒸汽流动，使蒸汽湿度增加，影响工艺设备的换热效率，使产品质量下降。有时蒸汽会引起管路系统的水击，碰撞管道、阀门和法兰等。影响管网和设备的安全运行。安装在管网和设备上的疏水阀，如果失效或性能不好以及使用不当，将造成蒸汽能量的严重损失。根据调查粗略统计，疏水阀所造成的蒸汽损失往往达到蒸汽总量的1015%左右，这是一个很可观的数字，因为很多现代化的大型工厂中，使用蒸汽的量是很大的。例如：用汽量为450t/h的企业，若漏汽量按15%计算，一年耗费蒸汽的费用达3037.5万元（蒸汽单价平均约为150元/吨）。某企业因对一台汽轮机组的各级疏水阀进行及时的检修和调整，加强运行管理，使每小时耗汽量减少5吨，相当于每天节煤35吨，一年节约12600吨（现工业用煤平均单价约为600元/吨）价值7560万元。由此可见，疏水阀对蒸汽节能的重要性。 当今能源日趋紧张的形势下，世界各国对这一问题都给与了极大地重视，在能源问题上厉行节约已成为各国能源政策的一项重要内容。解决能源的办法，一靠开发，二靠节约。因此节约能源也已经成为我国发展国民经济的一条重要方针。要把能源的利用水平提高到现代科学技术水平。以最少的能源消耗去获得最大的经济效益作为节能的方向。在我国节能措施中，已经利用余压、余热来供能、供热。而更重要的是尽量降低热能消耗和损失，提高热能利用率，正确选择合理使用蒸汽疏水阀，已经成为节约能源的重要措施之一。蒸汽疏水阀概述从液体介质里排出气体，从气体介质里排出液体，或从气体介质里排出其他无用气体，并防止主要介质逸漏。这种尽力防止有用介质逸出而排除异质、异相流体的操作称为疏水工程。利用人工也可以完成这种操作，但是要达到高效工作并彻底排除异质是不可能的。因此，要求这项工作能自动高效的进行，这种装置称为“输水装置”或“疏水阀”，顾名思义，蒸汽疏水阀就是在蒸汽管网和加热设备上能自动排除不断产生的凝结水、空气和不可凝结气体。同时又阻止蒸汽泄漏的装置。它是一种自动阀门，也是一种节能阀门。蒸汽疏水阀的型式多样，分类方法繁多。但比较适用准确的分类，是按其动作原理的不同来分类，如表； 蒸汽疏水阀的分类 蒸汽疏水阀的种类动作原理机械型自由浮球式蒸汽和凝结水的密度差倒置桶式杠杆自由浮球式热静力型圆板双金属片式蒸汽和凝结水的温度差菱形双金属片式波纹管式膜盒式热动力型孔板式蒸汽和凝结水的热力学和流体力学特性圆盘式保温型圆盘式特殊疏水阀泵式疏水阀蒸汽和凝结水的密度差及气体操作机械型蒸汽疏水阀其动作的根本原理是基于浮力这种纯力学原理。所以在蒸汽疏水阀的设计压力（最高使用压力）的范围内，若压力（蒸汽压力）的变化或温度（蒸汽和凝结水的温差及凝结水的温度）的变动稍有偏差。 其性能根本不会受到影响。这种类型的蒸汽疏水阀，其容量是根据蒸汽压力（动作压力）和阀口面积来决定的。机械型疏水阀的一般共性如下： 适用大排量，但与其他类型的蒸汽疏水阀相比，其外形也大； 阀体必须水平安装。若超出蒸汽疏水阀的设计压力，阀门则不能打开，也就是不能排除凝结水。如果使用在过热蒸汽上，蒸汽疏水阀内部的凝结水易蒸发，失去水封，蒸汽易泄漏。在寒冷地区，必须保温。注意不要安装在有剧烈振动的部位。当背压异常高时，也不会泄露蒸汽，但此时凝结水的排放量降低。热静力型蒸汽疏水阀 热静力型疏水阀是靠温差开闭疏水阀进行排水的。在规定了开阀温差以后，当凝结水比预定的关阀温度低时，阀瓣就能与阀座接触，但并不十分紧密，如果阀瓣与阀座没有压紧的话，是不能达到完全密封的。即在比预定温度T1，更低的温度T2时，阀瓣就和阀座接触了，到T1时在热膨胀力的作用下，阀瓣便紧密地压实在阀座上。相反开阀时，如果凝结水的温度没有冷却到T2，疏水阀就不会打开。从本质上，温差（T1 - T2）是必要的。但是，这种温度差很大，一般在1012左右，从这个意义上看，热静力型蒸汽疏水阀动作时极不敏感的。这类阀的一般共性如下： 低温呈开阀状态，大量的凝结水快速排出，同时可排除空气、不凝结气体。设备停止运转时，阀内部不存水，具有防冻性能。动作无声，有利于防止噪声公害的场合。处于蒸汽温度时能准确关闭，只要凝结水的温度不降低，阀就不会打开，也就不会泄露蒸汽。依靠温差动作，不能随负荷的急剧变化而变化。加热设备的换热面比较富余的场合，可充分利用部分高温凝结水的显热，故节能效果好。压力变化较大的场合不太适用。阀前应保留一米以上的冷却管。热动力型疏水阀热动力型疏水阀是依据热力学作为理论基础。这类疏水阀的动作原理简单地说就是在入口压力和出口压力中间设置了中间压力的变压室，当变压室内流入蒸汽或高温凝结水时（接近饱和温度的凝结水），会由于该蒸汽压力或凝结水产生再蒸发的压力而关闭疏水阀。若变压室的温度因凝结而下降，或自然冷却至某一温度以下时，基于温度的变化，变压室内的压力下降，从而开启疏水阀。这类阀的一般共性如下： 体积小，重量轻，结构简单，成本低。抗水击能力强；不易冻结。不适宜大排量；对压力波动适应性差。相对其他疏水阀漏气率大。工作时噪音大。蒸汽使用设备和蒸汽管网安装使用蒸汽疏水阀的必要性：防止降低蒸汽使用设备的效率用蒸汽做功的蒸汽设备都是为了有效的利用蒸汽的潜热。蒸汽使用设备内产生凝结水是饱和蒸汽使用后的状态。因为它只有显热，它不再具有加热的作用。为了不使加热效率降低，并持续保证加热效果，必须不断地排出设备内产生的凝结水。防止水击从安全角度，如果蒸汽管路中存有凝结水，高速流动的蒸汽推动积聚在一起的凝结水，致使凝结水在管壁和阀门以及蒸汽使用设备上进行强烈撞击（也称水击作用或水锤作用），当水击很强时，会造成管道转弯处和阀门损伤破坏。防止腐蚀蒸汽使用设备内部水和空气中的氧与设备接触，会发生化学反应，使设备内表面锈蚀变薄。防止蒸汽使用设备的损伤由于蒸汽和凝结水的温度不同，在设备内产生温差，易使设备变形。 防止传热面形成空气层，降低传热效率。蒸汽分压的降低引起蒸汽温度的降低，又使运转效率降低，给使用设备带来极大危害。因此，有空气混入，必须排出。 使用和利用蒸汽的设备上只需要蒸汽，而在这种设备内肯定会产生凝结水，同时还混入空气和其他不可凝结气体。成为引起设备产生故障和降低性能的原因。而蒸汽疏水阀最重要的三大功能是：能迅速排出产生的凝结水、防止蒸汽泄漏、排除空气及其他不可凝结气体。 成为唯一能解决以上问题的装置。所以在用蒸汽设备和蒸汽管网中合理选择使用蒸汽疏水阀是必要的，也是必需的。对蒸汽疏水阀的具体要求：排除凝结水时不泄漏蒸汽。可以排除蒸汽系统中任何地方的全部凝结水。能同时排放空气和不凝结气体。适用压力范围大。容易检修和保养。实用性高（体积小、重量轻、寿命长、价格低）。 “英侨牌”疏水阀产品简介英侨阀门有限公司成立于1992年，近二十年来，一直坚持科技兴厂，不断加大科技投入，在激烈的市场竞争中，始终瞄准国内外节能产品的发展方向。不断地强化研发力度。经过努力，现已发展成为门类齐全、品种繁多、高低中压、大中小容量，几百个品种规格，能够满足各种工况需求的各类蒸汽疏水阀和凝结水回收装置的专业制造厂家。现就“英侨”牌疏水阀作简介如下：机械型类自由浮球式疏水阀唯一的动作零件是浮球，利用浮力原理，浮球在阀腔内随液面升降来开闭阀座孔。液面上升达设计高度时，浮球在浮力的作用下打开阀座孔排水。液面下降，阀座孔口部压力最低，离阀座口越远压力越高，推动漂浮在液面的浮球下沉封闭阀座孔，介质压力作用在浮球上，阀座孔处于液面以下形成水封，无蒸汽泄漏。设备启动时进入阀腔的冷空气及不凝结气体通过阀腔内安置的排空气阀顺利排出。进入的冷凝水使浮球产生浮力打开阀座孔，冷凝水在压差下通过出口排除。随着冷凝水水量进入多少，浮球相应上下浮动，阀座孔开启高度随之变化，呈现随负荷变化状态连续排放。当蒸汽进入，排空气阀关闭，水位下降至低点，浮球落座，在蒸汽压力下浮球球面密封阀座孔，此时阀座处于水面之下，形成水封，无蒸汽泄漏，完成工作流程。关键密封件浮球是用不锈钢材质精工制造的等壁空心全球。是经成形、等离子焊接、研磨、精研等十几道工序精心打造。其整体精度高，整个球面都可做为密封面使用，无集中磨损，密封可靠，等壁误差小，承受压力高，提高了整机使用寿命。内置排空气装置，采用哈氏合金制造的Y型排空气阀，性能稳定，动作可靠，冷热状态空气和不凝结气体都可以排出，是目前国际上最为先进和最可靠的自动排空气装置。这种技术在国内使用就英侨公司独此一家。单阀孔和双阀孔杠杆浮球式疏水阀利用杠杆机构的增幅原理，在疏水阀阀体增加不大的情况下，增大浮力矩，以提高疏水阀使用工作压力和排水能力。杠杆疏水阀的关阀力矩是介质作用于阀孔上的力矩和浮球的重力矩，开阀力矩是浮球的浮力矩。用汽设备启动时，自动排空气装置处于开启状态，迅速排除系统中的冷空气和不凝结气体。凝结水进入，浮球随水位的变化而自动升降，带动杠杆调节阀座孔的开度，连续排放凝结水。当蒸汽和高温凝结水进入阀腔时，阀腔内温度随之升高，排空气装置自动关闭。凝结水停止进入，浮球靠重力下降，驱使杠杆带动阀芯关闭阀座孔。由于阀座孔在凝结水以下，形成水封，工作时无新鲜蒸汽泄漏，完成工作流程。双阀孔杠杆浮球式疏水阀，是为了进一步能满足高压差、大排量工况而设计制造的。由于双阀孔具有上下同轴的两个密封副，上阀座的孔径等于下阀芯的计算外径，使得上下阀座上承受的介质压力大小相等，方向相反，处于平衡状态。使浮球的浮力矩只克服浮球与运动件重力矩的差值，而不受介质作用于阀座孔上压力大小的影响。使疏水阀所需的开启力和关闭力恒定不变。这样浮球相对体积小、重量轻，而阀座孔径可增大，疏水阀的体积增加不多、却工作压差、排水量得到了提高。单阀孔和双阀孔杠杆浮球式疏水阀，内置独特的哈氏合金Y型排空气装置，排空气及不凝结气体性能好。密封副阀座表面堆焊STL硬质合金，在高温下耐磨损、耐流体冲刷，密封可靠，使用寿命长。阀芯浮动安装在杠杆上，密封面为球面密封，可自动定心，消除组装允许误差。双阀孔杠杆浮球式疏水阀其排量可达每小时300吨，满足客户特殊用汽设备的需求。倒置桶和先导式倒置桶疏水阀倒置桶式疏水阀也称钟形浮子式疏水阀。在初期冷车启动时，吊桶下沉，阀座孔开启，冷空气和不可凝气体由阀座孔迅速排出。凝结水进入阀腔并充满至淹没吊桶，在工作压差下，从阀座孔迅速排出。当蒸汽进入时，在吊桶内形成蒸汽腔，倒置桶产生浮力上升带动杠杠驱使阀芯关闭阀座孔。使蒸汽不得泄露。倒置桶内的蒸汽一部分散热后凝结成水，一部分从倒置桶上部小孔（溢流孔）逸出，倒置桶失去浮力，逐渐下沉，阀芯离开阀座，进入开阀状态至下一工作流程。先导倒置桶式疏水阀的工作原理类似倒置桶，初始状态，吊桶下沉，主阀开，先导阀开，活塞下的反向密封关闭。进入疏水阀的凝结水经吊桶四周流向阀腔，由主阀孔排除，亦同时排放空气。关闭状态，凝结水快排尽时蒸汽进入吊桶，产生浮力，吊桶上浮，先导阀关闭，反向密封打开，活塞主阀上升，主阀关闭。小排量状态，吊桶内蒸汽一方面不断凝结成水，一方面不断从吊桶上排气小孔逸出，吊桶的浮力减小逐渐下沉，先导阀孔开启，疏水阀处于小排量状态。大排量状态，随着吊桶内蒸汽的凝结和逸出，吊桶继续下沉，活塞下的反向密封关闭，活塞主阀下端压力下降，而上端处于介质压力作用下，活塞主阀下沉，主阀孔开启，疏水阀处于大排量状态。 动作可靠，间断排水，工作状态易于判断；能承受高背压排水，蒸汽温度压力变化动作不受影响；密封置于阀腔上部，抗污物能力强；吊桶上部设有排空气孔可以自动排除空气和不可凝气体，无气锁现象；吊桶为敞口浮子耐压程度高.倒置桶先导式疏水阀与其他同类疏水阀相比体积小，排量大，最高工作压力可达17.5MPa，排量可达15t/h；内置止回阀的倒吊桶先导式疏水阀可用在过热工况。主、副阀芯，反向密封的密封面全部堆焊STL硬质合金，硬度高，耐冲蚀；倒置桶式的阀芯，先导倒置桶式的主阀芯及活塞下的反向密封全部采用球面密封，配对精研，密封性能好，无集中磨损，使用寿命长；倒置桶式疏水阀采用铰链式杠杆机构设计，坚固耐用，摩擦阻力小，动作灵活可靠。热静力型类双金属式蒸汽疏水阀 其感温体是采用双金属。双金属是由受热后膨胀程度差异较大的两种金属（特殊合金）薄板，在真空状态下轧制一起而制成的，所以温度一旦发生，热膨胀系数大的金属比热膨胀系数小的金属伸缩较大，使这种双金属薄板产生较大的弯曲。双金属能将温度变化转换成弯曲形状变化。利用这一特性，驱使阀芯作往复移位启闭阀座孔，达到阻汽排水的作用。圆板形双金属式蒸汽疏水阀：常温下，圆板双金属片呈平展状，双金属群长度最小，弹簧力将阀瓣托起，疏水阀处于开启状态。初始大量的空气、低温凝结水在工作压差下迅速排放。阀内凝结水温度不断上升，这种温度的变化，直接被浸在凝结水中的圆板双金属瞬间感应，双金属圆板发生凹状变形，变形量随温升增大，使双金属群长度伸长，逐渐压缩弹簧，促使阀瓣接近阀座。开度缩小，减少排量。当凝结水温达设定温度后，双金属群长度进一步伸长，从而关闭阀门。一旦阀内温度降下来，双金属片变形量减小，弯曲力降低，逐渐恢复常温状态，双金属群借助弹簧力使阀瓣离开阀座呈开启状态，完成一个工作流程。“英侨牌”圆板形双金属片式疏水阀排水温度可在35到饱温度之间任意调整。排放温度可调，能有效的利用凝结水的显热。阀前始终有凝结水，形成水封，故无新鲜蒸汽泄漏。抗水击、耐冰冻、排空气性能好，某些场合可做排空阀使用。独特的合金半球形密封，耐冲蚀，使用寿命长。可任意方向安装（进出口须与流体流动方向一致），工况下排放温度可调。菱形、星双金属片式疏水阀： 工作流程与园板双金属疏水阀基本相似，只不过菱形、星形双金属片式疏水阀，双金属片形状呈菱形状和星形状。感温后，由菱形状双金属片的长边到短边，星形双金属片的长径到短径，随阀内温度升高而逐次参与变形。关阀力为双金属片的热拉力，开阀力为介质作用在阀孔上的静压力 。 采用的是反向密封。 由于采用了菱形、星形双金属片形状，双金属的变形，由长边到短边，由长径到短径，感温后逐次变形，双金属片的比弯曲特性曲线与饱和蒸汽特性曲线更加趋向吻合。所以大幅提高了双金属片式疏水阀的灵敏度，使得适应性能增强。在阀的设计工作压力范围内几乎不需调节。阀芯阀座密封面材料采用钴铬钨合金加工制造。密封方式采用半球结构，并配研制作，密封性能高，使用寿命长。热敏元件双金属采用进口材料，灵敏度高，坚固耐用。阀前始终有凝结水，形成水封，无新鲜蒸汽泄漏。采用先进倒密封结构，可防止液体倒流，起到止回作用。 排空气性能好，抗水击。根据工况，可适宜调整排水温度；适用于蒸汽主管和过热蒸汽管线。波纹管式蒸汽疏水阀 该阀根据阀腔内温度的变化，造成波纹管内感温液体的汽化或冷凝。使波纹管的内压产生变化，而驱使波纹管带动阀芯作往复移位启闭阀座孔，达到阻汽排水。不锈钢波纹管坚固耐用，半球形阀芯与不锈钢阀座耐冲蚀，使用寿命长；能利用蒸汽显热，节能效果显著；阀前始终有凝结水，形成可靠水封，无蒸汽泄漏；不受震动、蒸汽压力波动和水锤的影响；可任意角度安装，排空气性能良好（进出口须和流体流动方向一致）；结构简单，并自带过滤网；特别适用于伴热蒸汽管线，是低温阻汽排水的环保理想疏水阀。膜盒式蒸汽疏水阀 该阀根据阀腔温度变化造成膜盒内感温液体的汽化或冷凝，膜盒的内压力产生变化，而驱使膜片带动阀芯作往复移位启闭阀座孔，达到阻汽排水。该阀在极少冷凝水形成工况下都无新鲜蒸汽泄漏；启闭动作灵敏、可靠。自动排空气性能良好，能确保加热系统升温快；B型膜盒过冷度大、排水温度低、无噪声，环保节能效果显著；防冻性好、耐水击、耐过热、体积小、重量轻，可任意角度安装（进出口须与流体流动方向一致）；钴铬钨合金阀座耐磨、耐蚀、，使用寿命长；高质量，微型化结构是仪表管线伴热的专用疏水阀；适用蒸汽主管线，小型的加热设备或伴热管线。热动力式蒸汽疏水阀 开始通汽时，空气和凝结水进入疏水阀内，通过进口喷咀将圆盘阀片上推，从喷咀排除凝结水，然后蒸汽进入疏水阀，由于蒸汽从圆盘阀片下面流过的速度比凝结水流过的速度大得多，圆盘阀片下面的压力降低，在圆盘阀片上面关闭力作用下，使疏水阀关闭。在闭阀的一瞬间，变压室的压力几乎与入口压力相等，但由于圆盘阀片上方的全面积承受了该压力，而圆盘阀片下方只承受了进口压力，其面积不会超过入口喷咀的面积。所以，将阀片向下压的力大，因此关闭阀门。闭阀后，进入变压室的蒸汽向接触阀盖外侧的空气散热，变压室的蒸汽渐渐凝结。，压力渐渐降低。当压力降低至某一幅度之后，尽管圆盘阀片承受向下压力的受压面积大，也不能阻止推动圆盘阀片向上的力，于是阀片抬起，将关阀后积聚在疏水阀入口处的凝结水从出口排出。凝结水流动的时候，凝结水的冲力将阀片冲开，凝结水全部被排除后，流入蒸汽，蒸汽对阀片的冲击力比凝结水小得多，正如前所述，由于蒸汽流速高，使阀片下方压力降低，从而闭阀，完成工作流程。阀设有特殊的保温装置，减少空打动作，工作质量高；密封面材料，采用耐高温、耐高压、耐磨损、耐腐蚀不锈合金钢制造，经久耐用，使用寿命长；适用于饱和蒸汽和高温，高压过热蒸汽工况，使用范围广。 内置过滤器，维护方便。安装方位不受限制；（出口方向须与流体方向一致。）一孔进三孔出的设计，使阀片运动平衡平稳，减少不均衡磨损，延长疏水阀的使用寿命。设置了双金属环的装置，改善了排空性能。耐水击，抗冰冻，体积小，重量轻，安装方便。泵式蒸汽疏水阀 在凝结水进口，出口均装有止回阀。凝结水进口A处的止回阀只能进水，不能排水，凝结水出口B处只能向外排水、凝结水不能回流到阀内。 正压差工况时，来自用汽设备或集水罐（管）的凝结水推开进口A处的止回阀流入阀腔，浮球上浮，平衡双阀座升启，凝结水推开出口B处的止回阀，将凝结水排至回水管网。 负压差工况时，进口及阀腔内的压力低于出口的背压，阀腔内的凝结水推不开出口B处的止回阀，凝结水无法排出。随着阀腔内的凝结水位的升高，浮球上浮，双阀座开启，但凝结水仍不能排出。当浮球上升至最高位置时，阀内快速运动的杠杆机构打开驱动介质入口D，同时关闭排气口C。阀腔内的压力升高，凝结水进口A处的止回阀关闭，出口B出处的止回阀开启，凝结水被顺利的压出至回收管网。阀腔水位下降，浮球下沉，快速运动的杠杆机构在关闭驱动介质入口D的同时开启排气口C，阀腔内压力降低，凝结水又再次推开进口止回阀流入阀腔，泵式疏水阀进入下一个工作循环。如此完成一次又一次的连续疏水（正压差工况）和间断泵出凝结水（负压差工况）的双重疏水功能。英侨牌”泵式疏水阀采用本公司专利发明技术“完全平衡式双阀座”，其启闭动作平衡可靠，能保持长期优良的工作性能。结构紧凑，占用空间少，能适应多种安装方式。排放高温凝结水时也不会产生气蚀现象。特殊的快速运动转换机构，使动力介质的控制和切换稳定可靠，效果良好。能消除水击，防止设备损坏，提高设备安全的运行。采用动力介质（如蒸汽）驱动，无需电力装置，安装使用方便，且安全可靠。阀内零部件采用优质不锈钢制造，性能稳定可靠，使用寿命长。设计合理，易于维修，保养费用低廉。蒸汽疏水阀的正确选型任何形式和种类的蒸汽疏水阀都不是万能的，选择和安装理想的蒸汽疏水阀，应该考虑蒸汽使用设备的构造和种类、使用条件和使用目的，以及设备的配套和安装情况，要使蒸汽疏水阀与这些情况相适应，在选择疏水阀时，必须对以下条件进行具体分析和研究。蒸汽使用设备的特性。蒸汽疏水阀的型式（动作特征）。蒸汽疏水阀的容量（排放量）。蒸汽疏水阀最高使用压力。蒸汽疏水阀的最高使用温度。常规状态下蒸汽疏水阀的进口压力。常规状态下蒸汽疏水阀的出口压力。蒸汽疏水阀阀体材料。蒸汽疏水阀的连接管径（配管尺寸）。蒸汽疏水阀进出口的连接方式。蒸汽疏水阀适应蒸汽使用设备的型式如表：蒸汽疏水阀的容量：理论上讲蒸汽疏水阀的容量是连续排放凝结水时的容量，几乎所有的蒸汽疏水阀在实际工作中并不是连续排放的，必须考虑闭阀时的间歇。蒸汽使用设备所标明的容量是常规运转状态下每小时的平均排水量，而实际运转中，设备启动时凝结水的产生明显增大。此时实际情况和理论值是有很大差别的，故引入了安全率的概念。所谓安全率是在确定蒸汽疏水阀容量时，蒸汽使用设备实际的凝结水产生量与所标出容量有误差时也能确保蒸汽疏水阀正常工作而估计的安全系数。根据蒸汽使用设备的特性确定安全率时： 蒸汽疏水阀的容量=设备的容量（凝结水产生量）设备的安全率 蒸汽使用设备的容量=设备蒸汽消耗量 。按蒸汽使用设备选择蒸汽疏水阀容量时的安全率如表：序号供热系统使用状况K1分汽缸下部疏水在各种压力下，能进行快速排除凝结水。32蒸汽主管疏水每100m或控制阀前，管路拐弯，主管未端等处应设疏水点。33支管支管长度5m处的各种控制阀的前面设疏水点。34汽水分离器在汽水分离器的下部疏水35伴热管一般伴热管径DN15，50m处设疏水点。26暖风机压力不变时3压力可调时：01kg/cm2 12kg/cm2 26kg/cm227单路盘加热（液体）快速加热3不需要快速加热28多路并联盘管加热（液体）2.39烘干室（箱）采用较高压力为PN16 压力不变时 压力可调时2.310溴化锂制冷设备蒸汽器单效压力1kg/cm2 双效压力10kg/cm2211浸在液体中的加热盘管压力不变时2压力可调时：1kg/cm22kg/cm22kg/cm22.312列管式热交换器压力不变时3压力可调时：1kg/cm22kg/cm22kg/cm22.313夹套锅必须在夹套锅上方设排空气阀314单效或多效蒸发器凝结水量20t/h 20t/h2.315层压机应分层疏水，注意水击316消毒柜柜的上方设排空气阀317回转干燥圆筒表面线速度V10801005,8,1018二次蒸汽罐罐体直径应保证二次蒸汽速度V5m/s，且罐体上部要设排空气阀3 根据疏水阀特性确定安全率时蒸汽疏水阀的容量=蒸汽使用设备的容量（冷凝水产生量 ）该蒸汽疏水阀的安全率。机械型蒸汽疏水阀，可作连续排放的（例如自由浮球式疏水阀、杠杆浮球式疏水阀）安全率选择1.52。间断排放的( 例如倒置桶式疏水阀)，其安全率可选23。热静力型蒸汽疏水阀，安全率为23。热动力型蒸汽疏水阀，安全率为3。选用疏水阀的最高工作压力必须接近或等于数据表的设计压力，大于操作压力。选用疏水阀的最高工作压差要大于数据表上的最大压差，选用疏水阀的最低工作压差要小于使用工况中的最小压差，选用疏水阀的背压率要大于使用工况中的背压率。按数据表中的压力，温度对照饱和蒸汽性质表判定是否有过热工况。过热工况选型时，正确的方法是按数据表上的设计温度、操作温度、壳体材质。公称压力从GB/T122242005钢制阀门一般要求中查“压力温度额定值”，检查过热温度下的额定工作压力是否能满足数据表中设计压力和操作压力的要求。疏水阀性能参数中的“最高工作温度”按GB/122502005蒸汽疏水阀、术语、标志、结构长度中的定义为：“与最高工作压力对应的饱和温度”。它与用汽设备的过热温度不是同一概念。按数据表中要求的，连接方式执行标准、管道压力等级确定疏水阀连接尺寸。疏水阀的公称压力应该与管道压力等级相一致，在确保疏水阀的许用压力满足“压力温度额定值”的前提下，疏水阀的公称压力才可以略低于管道压力等级，但连接尺寸必须与管道压力等级相一致。即是选用疏水阀的公称压力。壳体材质对应的“压力温度额定值”大于或等于数据表中的设计压力和设计温度。在这种特殊情况下，选用疏水阀的标牌、合格证上的公称压力按疏水阀的实际公称压力标识，在合格证和位号牌上增加一项“连接压力等级”试验压力仍按公称压力为1.5倍填写。客户将疏水阀安装在管道上打压时请关闭阀前的截止阀，也就是分段作压力试验。疏水阀的公称尺寸也就是口径。疏水阀口径要根据凝结水排量表来取。疏水阀的口径要和排放管口径一致。凝结水排量和蒸汽疏水阀排放管口径参数按下表：排放管口径（mm）1520253240506580100125150凝结水排量（T/h）0.20.5123610204080100例如：根据用户所提供疏水阀选型的相关参数如下表名称通径(DN)连接方式最高温度材质排量（kg/h)最高压力（Mpa）工作压力（Mpa）最高背压（Mpa）工作背压（Mpa）疏水阀25mmClass300 RF200WCB3001.51.10.40.2根据用户所提供的相关参数和现场工况确定疏水阀的类型，由于现场工况设备要求快速换热，温度要求很严格，设备不能积存凝结水，所以根据现场工况确定疏水阀的类型为机械式自由浮球式疏水阀根据最高温度确定疏水阀的公称压力PN2.5Mpa工作压差（Mpa）等于工作压力减最高背压为0.7Mpa，此压差为最小工作压差。自由浮球式疏水阀凝结水负荷选用倍率为2。疏水阀的实际凝结水排量为设备的排量乘以安全倍率，即：3002=600kg/h。根据英侨样本第22页浮球式疏水阀排量图所示，横坐标压差P0.7垂线和纵坐标3N16水平线的交点为疏水阀的排水量大于600kg/h。则所选疏水阀型号为CS41H-25C- 法兰标准为Class300Lb、DN25，壳体材质为WCB.蒸汽疏水阀的正确安装 蒸汽疏水阀是排除蒸汽系统内不断产生的凝结水的一种流体装置，如果不充分了解流体对象蒸汽和凝结水的特征，就会导致各种不良后果，蒸汽和凝结水最显著的区别是，一个是气体，一个是液体，相态不同，二者密度不同，这两种流体一旦在蒸汽疏水阀系统内（连接管）内共存，一般就会形成重的凝结水在下，轻的蒸汽在上。蒸汽和凝结水所拥有的热量和流动速率也不相同，并且蒸汽放热之后变成凝结水，使压力骤然降低，处于高温高压下的凝结水进入某一低压区，会发生急剧再蒸发。如果蒸汽疏水阀的配管安装不当，在管线内，两种不同特性的流体在一起，相互作用，就会使原有凝结水排除发生困难。有的出现漏汽，有的产生猛烈水击。这些故障会使效率显著降低，同时在能源上也造成极大浪费。蒸汽疏水阀和泵不能混为一谈。蒸汽疏水阀只能靠进出口的压力差排出凝结水。因此，若进出口配管的阻力大，其排水能力必然减弱。排水点。蒸汽疏水阀的安装位置，原则上应安装在用蒸汽设备容器最低点的下方，且机械型，热动力型蒸汽疏水阀的安装离用汽设备距离越近越好。热静力型蒸汽疏水阀则需离用汽设备最低点下方有11.5m距离为好。总之，在确定排水点位置时，一定要遵循能使凝结水自然地、顺利地流入蒸汽疏水阀（或自然流下），并能顺利排出疏水阀这是相当重要的。机械型疏水阀必须水平安装。热动力型疏水阀可以任意角度上安装。热静力型疏水阀原则上水平安装，也可以垂直方向安装。但倒密封热静力型疏水阀不得阀盖向下安装。任何蒸汽疏水阀安装必须按阀体上表明的箭头方向与介质流体方向相一致。蒸汽输送管的设置应沿蒸汽的流向要有1/2001/300向下倾斜坡度。便于凝结水和蒸汽沿着同一方向流动，易于防止水击，又便于排除凝结水。切勿在配管中途形成弯曲和凹处。万一因设置地点和环境所限，无法避免形成滞留凝结水点和凹处，该处应设置蒸汽疏水阀输水，否则在生产过程中易产生水击，非常危险。从蒸汽输送管（主蒸汽管）通过蒸汽支管向蒸汽使用设备输送蒸汽时，原则上蒸汽支管应设置在主蒸汽管上部接口。蒸汽输送管上排水管的连接方法：主蒸汽管排水点的设置一般以2550m为间隔。超过50m应增设疏水点，易于积聚凝结水的地方，如管道末端。管道垂直向上，向下的下部、弯管底部、以及减压阀、自动调节阀、伸缩弯头的前面，原则上都应安装蒸汽疏水阀。（a） (b) (c)a ) 支管尺寸太小，凝结水很流入。（不良）b）支管插入主管，凝结水根本流不入疏水阀。（错误）C）设立储水穴集聚冷凝水，且可沉渣，法兰封堵头，检修方便。（好）a、b) 小尺寸管与主管中心对接，主管尺寸大，下闻积水不易排出。（不良）C ) 等径弯头、异径接头，凝结水容易自然流入疏水阀。（好）蒸汽使用设备上蒸汽疏水阀的安装：其原则是：一台用汽设备安装一个疏水阀，这种方式称“单元疏水系统”（也叫单机疏水或单机疏水方式）。排水点应选在蒸汽容器的最底部。蒸汽疏水阀应安装在比排水点还低的位置上。并与旁通配套组装，最好把旁通设置在上方，单机疏水各设备间正常运行。互不干扰，运转效率高。（a） 正确 （b）错误 （a） 错误 （b）正确 蒸汽使用设备上蒸汽疏水阀的安装：（如图）a）缸式干燥机1旁通阀 2蒸汽供给阀 3疏水进口阀 4蒸汽疏水阀 5窥阀视镜 6止回阀 7集水管b）螺旋热交换器 1蒸汽供给2疏水进口阀 3蒸汽疏水阀阀 4窥视器 5止回阀 6旁通阀c）多管式执交换器1蒸汽供给阀 2疏水进口阀 3蒸汽疏水阀 4窥视器 5止回阀 6旁通阀即使在单机疏水系统的场合，会有几个蒸汽疏水阀连在一个集水管上的情况。为了防止蒸汽疏水阀的背压过大，有必要增大集水管的尺寸以减小阻力。在有几个相同单元设备的场合，把凝结水汇集起来，用一个蒸汽疏水阀进行排放，这种方式称“组合处理系统”或“组合疏水”。是一种不常用的特殊安装方法。设备运行中，距疏水阀近的设备凝结水容易排除。当B和C的凝结水还未排完时，A的凝结水就已经排完，从A设备过来的蒸汽到达蒸汽疏水阀，疏水阀关闭。A、B、C的压力相同，B和C里的凝结水就会倒流至A。待进入疏水阀的蒸汽冷却凝结后，才能开始下一次的凝结水排放过程。这种缓慢的排水形式，造成整体加热效率的显著降低。当不得不采用组合排水时，应将蒸汽供给处和疏水阀设置在中央位置，并精心设计配管，尽量弥补这类系统的不足。无论单机排水系统还是组合排水系统，原则疏水阀必须并列安装，绝对不允许串联安装。并且极力避免采用组合排水方式。蒸汽比需要排除的凝结水先进入蒸汽疏水阀，而使蒸汽疏水阀强行关闭且不能排水的现象，称为“蒸汽汽锁”。蒸汽汽锁不是蒸汽疏水阀本身故障，而是由于蒸汽设备的特殊构造和蒸汽疏水阀连接管的安装不当所造成的故障。汽锁不仅造成凝结水不能排除和设备效率低，而且往往会并发严重水击，带来严重的安全问题。(图1) (图2) (图3)蒸汽轻，流速快，凝结水重，流速慢(图2)，凝结水与加热管内壁形成间隙，蒸汽快速流过，先行到达疏水阀（图3），使疏水阀强行关闭，加热管下部由凝结水堵塞，形成水封，待竖管蒸汽冷凝，凝结水才能到达疏水阀进行排出 。防止蒸汽汽锁的措施：可以采用虹吸管，返水接头的措施解锁。可以选用能防止蒸汽汽锁的倒置桶式蒸汽疏水阀或内置解锁装置的“英侨牌”自由浮球式、杠杆浮球式疏水阀。蒸汽疏水阀连接配管的注意事项：疏水阀入口管 排水点应设置在蒸汽使用设备的最低处，使凝结水能够排放无遗； 排水点的孔径应等于或大于所选定容量的蒸汽疏水阀的口径，以减少阻力；从入口管到蒸汽疏水阀应呈水平向下倾斜安装，以利于凝结水自然流入疏水阀；选用机械型疏水阀时，入口管应短且拐弯要少， 减少空气气堵和蒸汽汽锁。若选用热静力型蒸汽疏水阀时，为确保动作需要的温度，需要设置长度为1m的入口管作为冷却段且不保温。 入口管中途不得有滞留凝结水的地方。蒸汽疏水阀的配管 疏水阀本身的配管是指旁通配管，即疏水阀旁通系统。其作用：设备起动时，开旁通可以迅速排除大量凝结水和滞留空气，从而提高热设备运转效率，并可防止由空气而产生的气堵。起动时，使用旁通可减轻疏水阀负荷。选择小容量疏水阀，从而降低成本，使用旁通，便于检修疏水阀。疏水阀的出口管出口管沿流体流动方向应水平或向下倾斜安装，要尽量选用短而粗的管，拐弯少，且竖管要少，尽量减小阻力；当出口管特别长时，应使用比疏水阀口径大的配管。出口管是竖管时，止回阀尽量接近疏水阀安装；出口管应在集水管上部连接，集水管的尺寸比出口管尺寸要大当出口管向水罐和下水道排放凝结水时，出口管不可伸入水面以下，如果不得不伸水面以下，应在管的转弯处钻口径1mm小孔，防止真空。蒸汽疏水阀的防冻，防噪措施室外部分入口管和出口管采用保温措施；不要把出口管设置成竖管；对于水平安装的机械型蒸汽疏水阀，可在其最下部设置自动防冻阀；选择具备防冻功能的疏水阀；停车时设法排空残留于疏水阀内的积水；出口管安装消声器；延长出口管2m以上，使再蒸发蒸汽在管内冷凝降低噪音；使用低温排水的热静力疏水阀，可在某种程度上降噪。 蒸汽疏水阀的节能潜力分析 根据国家发改委能源局供热系统节能调查组的报告，全国各行业平均每个蒸吨锅炉拥有4.57只蒸汽疏水阀。预计十一五期间新增工业锅炉对蒸汽疏水阀需求量为36.56万只（蒸汽疏水阀的寿命为800012000小时），再加上旧锅炉的改造需要疏水阀，由此可见，十一五期间，工业锅炉对蒸汽疏水阀的需求量大增，大约在400万只左右。 疏水阀由于制造质量不达标，用户选型、安装、使用不当，以及常年失修，管理维修不善等原因造成严重泄漏蒸汽的估计约占30%左右，即120万只。在这些疏水阀中，大部分是公称直径为15mm25mm。其排水孔径为5mm，其泄漏严重时，该阀片（瓣）已控制失灵，而且开启高度已超过四分之一排水孔径，在输送使用7kg/cm2压力蒸汽情况下，考虑到压力波动，阻力降以及背压升高的影响，对其口径5mm漏孔上的蒸汽压差只有3kg/cm2，这时的漏气量约为20kg/h（查“不同漏孔直径在不同压力下的漏气量和燃料浪费量”一表）。若一年工作有效时间为3000小时，每个疏水阀每年可漏蒸汽量为：20kg3000h1060（t/个.a）则120万个疏水阀每年漏蒸汽量为120万个60（个.a）7200万t/a疏水阀泄漏蒸汽，只考虑潜热部分，因此对7kg/cm压力的饱和蒸汽，其可计算的潜热只有489.5（kcal/kg），由于目前工业锅炉效率（实际运行）只有60%，所以每吨蒸汽可折合吨算煤数为489.5（kcal/kg）7000(kcal/kg)60%0.117(t标煤/t蒸汽)每个疏水阀每年泄漏蒸汽折合标煤为： 600.1177.02（r标煤/个a）则120万个蒸汽疏水阀每年泄漏蒸汽折合标煤为： 120万个7.02t标煤/个a842.4（万吨标煤/a）若每吨标煤按650元计，每个疏水阀潜在节约燃料费用为： 7.626504563（元/个a）则120万个蒸汽疏水阀具有的节约潜能为：120万个456354.256（亿元/a）若更新一个疏水阀平均需要投资1600元，其中疏水阀购置费为1000元（按DN15DN50平均），附件产品购置费500元，（过滤器、窥视镜、小阀门等）。安装费100元计，则120万疏水阀投入资金： 120万个1600元19.2（亿元/a）投资回报期为：1600元4563元0.35（a）以上分析可以看出，在疏水阀方面的节能潜力是相当巨大的，只要加强对蒸汽疏水阀的研制和使用的管理工作，就会取得很好的经济效益。蒸汽的热力学性质热力学基础知识在研究疏水阀之前，有必要首先仔细了解蒸汽的性质，但是，要想了解蒸汽的性质，必须熟悉包括温度以及热、压力等这些技术用语的热力学基础知 压力所谓压力是在单位面积上所承受的力。若在整个面上作用相同的压力时，把该面上所承受的全部作用力称为全压力，并将蒸汽的压力称为蒸汽压。水的压力称为水压，压缩空气的压力称为空气压，大气压力称为大气压采用米制时，工业上的压力单位是用1cm2面积上的作用力（kgf）来表示，即kgf/cm。大气压气压随气候和地面高低而变化，海平面上的气压大约是760mm水银柱，测压以760mmHg为单位，把这个单位称为“标准气压”即 一个气压760mmHg1.033kgf/cmKgf/cm这一单位取英文名称的第一个字头af或atm表示水头压 压力用水柱高度表示称水头压。其标准气压用水柱测量时水柱高度约为10m，表示水头10m或10mH2O即10mH2O1kgf/cm表压和绝对压力表压指以大气压为基准（作为0）测量出来的压力。绝对压力是以绝对真空为基准（作为0）测量出来的压力。绝对压力表压大气压表压绝对压力大气压热是一种能。具有因温差即移动，从高处向低处流动的性质。如果没有温差，热就不能利用。温度表示冷热的程度。温度单位主要采用米制单位摄氏度（）表示。即将标准气压下纯水所结成的冰正在溶解时的温度定为0（即冰点）。将标准气压下，水沸腾时的温度定位100（即沸点）把他们之间等分成100份，每份即为1。热量的单位用来测量热的吸收和散发的单位是cal（卡）。1cal是在标准气压下，1g水温度上升1时所需要的热量。1g水的体积是1cm或1cc。在工业上是用1cal的一千倍即kcal（千卡）作为热量单位。热是能的一种形态，所以在学术上热量的单位就以能量的单位来表示。从实际需要出发，一般广泛使用kcal。比热容（比热）把1kg的水温度升高1所需要的热量作为标准1，称为水的“比热容”，其单位用“kcal/kg”表示，即水的比热容为1kcal/kg。物质的比热容也就是1kg的物质升高1所需热量，用kcal所表示的数值。总之，比热容是表示物质温度上升的标准，一定重量的各种物质增加同样的热量，比热容越小的物质，温升越高，相反，比热容越大，温升越小。例如：计算温度为20的水1t升高到100时需要的热量（水的比热容为1kcal/kg.）。公式：QGC (T2T1)式中：Q所需热量 kcal G物质的重量（kg） C比热容 kcal/kg.(T2T1)升降温差 Q10001（10020）80000（kcal）气体在一定压力时的比热容称为“定压比热容”用Cp表示。在一定容积内的比热容称为定容比热容，用Cv表示，而定压比热容比定容比热容要