浅谈蒸汽疏水阀的选型及应用


blueski推荐 [2010-12-22]
出处:广州中一
作者:不详
 

摘要:以如何选择合适的蒸汽疏水阀为切入点,分析了各种类型蒸汽疏水阀的优缺点,并以一个简单的案例说明蒸汽疏水阀的选择,以及节能重要性。

关键词:蒸汽疏水阀;选择;应用;节能
 
蒸汽疏水阀的作用,就是尽快把积存于蒸汽系统中的凝结水、氧气和二氧化碳等不凝性气体排除到系统外,并能自动阻止蒸汽的泄漏。一个好的蒸汽疏水阀应能满足:蒸汽损失小、寿命长、性能可靠、耐腐蚀、耐水击、能排除不凝性气体、能在一定蒸汽背压下工作、能防止污物堵塞等要求。但是,在许多人眼中蒸汽疏水阀是不起眼的小设备,因而在选型的时候,有些用户只根据用汽设备疏水管径的大小来选用蒸汽疏水阀,没有按照压差和排量选取蒸汽疏水阀排水孔直径,造成蒸汽疏水阀排量过大或过小,出现漏汽或因开旁通管造成漏气,这是不科学的。本文就蒸汽疏水阀的选型谈谈自己的看法,供同行参考。
 
1 蒸汽疏水阀关键参数的计算
根据实际使用情况计算蒸汽疏水阀的关键规格参数,即计算排水容量、阀孔尺寸。
1.1 蒸汽疏水阀排水量的计算
选择蒸汽疏水阀的规格,确定蒸汽疏水阀的排水能力,就是选择蒸汽疏水阀排水小孔的直径或面积。
蒸汽疏水阀的排水量G可按下式计算:
G=0.1·Ap·d2·
          式中,G为蒸汽疏水阀的排水量,kg/h;
       d为蒸汽疏水阀的排水阀孔直径,mm ;
      Δp蒸汽疏水阀前后的压力差,kPa ;
              Ap蒸汽疏水阀的排水系数。
1.2 蒸汽疏水阀阀孔尺寸的选择
  选择蒸汽疏水阀的阀孔尺寸时,应使蒸汽疏水阀的排水能力大于用热设备的理论排水量,即:
Gsh=k·Gi
           式中, Gsh为蒸汽疏水阀的设计排水量即容量,kg/h;
           Gi为用热设备的理论排水量,kg/h;
                    k蒸汽疏水阀的选择倍率。
  蒸汽疏水阀的选择倍率应根据不同的热用户系统来确定,一般为2~3。常用蒸汽疏水阀的选择倍率见表1。
1 常用蒸汽疏水阀的选择倍率

      
设备名称
倍率
设备名称
倍率
盘管加热器
2
加后加热器
3
蒸汽分离器
2
压力罐
3
密闭给水加热器
2
静气中加热管
3

 
2 结合蒸汽疏水阀前后压力差选型
2.1 蒸汽疏水阀前表压力p1的确定
  蒸汽疏水阀前的表压力p1取决于蒸汽疏水阀在蒸汽供热系统中的位置。可根据下列原则确定:
  (1)当蒸汽疏水阀用于排除蒸汽管网的冷凝水时,p1= p0,此处p0表示疏水点处的蒸汽表压力;
  (2)当蒸汽疏水阀安装在用热设备出口的冷凝水管上时,p1= 0.95p0,此处p0表示用热设备前的蒸汽表压力;
  (3)当蒸汽疏水阀安装在冷凝水管末端时,p1=0.7p0,此处p0表示该供热系统入口的蒸汽表压力。
2.2 蒸汽疏水阀后背压值pb的确定
为了保证蒸汽疏水阀能够正常工作,蒸汽疏水阀后的背压值pb不应高于蒸汽疏水阀的最大允许背压p2max值,即p2maxp1,其中Δp是蒸汽疏水阀能够正常工作所需的最小压差[1]minpmin

3 结合各种蒸汽疏水阀特性选型
一般生产厂家在产品样本中会提供各种产品的排水量、最大工作压力、最小工作压力等数据,可参考这些数据来选择蒸汽疏水阀。另外,不同形式的蒸汽疏水阀有各自的特性,详见表2。
2 各种蒸汽疏水阀不同特性比较表

蒸汽疏水阀形式
倒置桶型
浮球型
圆盘型
热静力型
差压控制型
工作方式
间断
连续
间断
间断
连续
节能(工作时间)
优秀
良好
不好
一般
优秀
耐磨损
优秀
良好
不好
一般
优秀
耐腐蚀
优秀
良好
不好
一般
优秀
耐水击
优秀
不好
优秀
不好
优秀
蒸汽温度下排空气和CO2
可以
不可以
不可以
不可以
可以
低压下排空气能力(0.002Mpa)
不好
优秀
不好
良好
优秀
处理启动空气负荷的能力
一般
优秀
不好
优秀
优秀
在背压下工作
优秀
优秀
不好
优秀
良好
耐冰冻
良好
不好
良好
良好
优秀
清洗系统的能力
优秀
一般
优秀
良好
优秀
极小负荷时的性能
优秀
优秀
不好
优秀
优秀
对凝结水的反应
立即
立即
延迟
延迟
立即
处理污物的能力
优秀
不好
不好
一般
优秀
外型尺寸的比较
处理闪蒸汽的能力
一般
不好
不好
不好
优秀
机械故障(开—关)
/关

 
在正常使用的情况下,倒置桶型和浮球型蒸汽疏水阀性能比较稳定、可靠,寿命也比其它形式的蒸汽疏水阀要长。浮球型的蒸汽疏水阀一般用于排量较大的情况。但倒置桶型蒸汽疏水阀价格要比其它形式的蒸汽疏水阀高,不少用户会由于价格因素而选用其它形式的蒸汽疏水阀,但这样可能会带来更多的浪费。
 
4 蒸汽疏水阀的泄漏量及案例分析
某生产车间在施工的时候考虑到价格优势选用了国产的热动力圆盘式蒸汽疏水阀,在投产初期未发现问题,但在投产半年左右的时候在排放冷凝水的井沟发现有大量蒸汽外冒,通过检测发现部分蒸汽疏水阀的运行情况不佳,蒸汽泄漏严重,有的已经完全失效,需要打开旁通阀疏水。
3是通过实验获得的在不同蒸汽压力和不同泄漏孔径等条件下造成的蒸汽泄漏损失实测数据表。
3 蒸汽泄漏量表

蒸汽压
/MPa
0.103
0.344
0.689
0.861
1.033
1.722
2.756
3.445
4.134
孔径/mm
蒸汽泄漏量/kg/h
1.02
0.103
0.344
0.689
0.861
1.033
1.722
2.756
3.445
4.134
1.59
0.45
1.36
2.72
3.63
4.54
7.26
11.79
14.52
17.69
1.98
0.91
3.63
7.26
9.07
10.8
17.69
28.58
35.83
43.09
2.58
1.81
5.44
11.34
14.06
16.78
28.12
44.91
55.79
67.13
3.18
2.72
9.53
19.05
23.59
28.12
47.17
75.3
94.35
113.4
3.97
4.08
14.52
28.58
35.83
43.09
71.67
114.31
142.88
171.46
4.76
6.8
22.23
44.91
55.79
67.13
111.59
178.72
223.62
268.08
5.56
9.53
32.21
64.41
80.29
96.62
161.03
257.64
322.06
386.47
6.35
13.15
44
87.54
109.32
131.54
219.09
350.63
438.18
525.72

 
经过对比各种蒸汽疏水阀的优缺点,该车间将所有蒸汽疏水阀更改为倒置桶型蒸汽疏水阀,事后在井沟处已无明显的蒸汽外泄情况,只是偶尔会见到少量闪蒸汽。经初步测算,车间的耗蒸汽量比更换前节约30%以上,该车间平均每月耗蒸汽约100 t,每月节省蒸汽约30 t,按蒸汽价格250 元/t计算,一年可节约90 000元,倒置桶型蒸汽疏水阀的寿命保守估计有10年,在此期间可节约900 000元。
 
5 结语

由上述选型要领和案例分析可以看出,选型的时候不应只考虑蒸汽疏水阀的价格,还应考虑到其性能与寿命。选择合用、性能佳、寿命长的蒸汽疏水阀不仅可以节约一笔可观的资金,更可以节约能源,达到节能降耗的目的。