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疏水閥系統
點擊次數：2051 發布時間：2015-8-25
蒸汽疏水閥是一種能自動從蒸汽管道和蒸汽用汽設備中排除凝結水和其他不凝結氣體，并阻止蒸汽泄漏的閥門。它能保證各種加熱工藝設備及管線所需要溫度和熱量并使之正常工作。蒸汽疏水閥動作正常與否，影響著蒸汽使用設備的性能、效率和壽命。據測算供熱系統節能改造中，更新性能優良的蒸汽疏水閥其費用僅占系統改造總投資的 7.5%，而節約能源量可占系統總節能量的 30%。
以下對疏水閥的選型、安裝方式及蒸汽疏水量的計算進行一些探討。
2 蒸汽疏水閥的類別及原理
疏水閥按動作原理分類主要有：浮球型疏水閥、熱靜力型疏水閥、熱動力型疏水閥、倒置桶型疏水閥等。
2.1 浮球型疏水閥
浮球型疏水閥包括一個浮球和波紋管元件。自由浮球式疏水閥是利用阿基米德浮力原理，使浮球隨體腔內液面的升降而升降，從而打開或關閉閥座排水孔形成排水阻汽動作。浮球型疏水閥對排放容量和工作壓力廣泛適應，但不推薦用于有可能發生水錘的系統中。
這類閥的特點是：適用于大排量，體積較大；使用時若超出蒸汽疏水閥的設計壓力，閥門則不能打開；在寒冷地區，為了防止蒸汽疏水閥內部的凝結水凍結，必須進行保溫。
浮球型疏水閥的故障主要是關閉故障，浮球可能損壞或下沉，不能保持在開的位置。
2.2 熱靜力型疏水閥
熱靜力型蒸汽疏水閥是靠蒸汽和冷卻的凝結水和空氣之間的溫差來工作的。蒸汽增加熱靜力元件內部的壓力，使疏水閥關閉。凝結水和不凝結氣體在集水管中積存，溫度開始下降，熱靜力元件收縮，打開閥門。在疏水閥前積存的凝結水量，取決于負荷條件、蒸汽壓力和管道尺寸。值得注意的是，不凝結氣體可能積存在凝結水的后面。
熱靜力型疏水閥也可以用來排放蒸汽系統中的空氣。它排量大，排空氣性能良好。但不能適應負荷的急劇變化，不適合蒸汽壓力變動大的場合。
2.3 熱動力型疏水閣
與熱靜力型蒸汽疏水閥相反，熱動力型疏水閥是根據蒸汽和凝結水的運動速度不同，或者說既利用了蒸汽的凝結作用，又利用了凝結水的再蒸發作用。即蒸汽一旦冷卻，就產生凝結，形成低壓高壓張結水進人低壓區，會引起再蒸發。另外，這種型式雙利用了蒸汽和凝結水的密度差和粘性系數差。
熱動力型疏水閥體積小，重量輕，但不適用于大排量，且易有故障。
2.4 倒置桶型疏水閥
根據蒸汽和水比重不同的原理工作的機械式疏水閥。蒸汽進人倒置桶內，使桶浮起來，關閉出口閥。凝結水進人疏水閥改變桶的浮力，使其下沉，打開疏水閥放出凝結水。與其他機械式疏水閥不同，倒置桶可以在蒸汽溫度下連續排放空氣和其他不凝結氣體。
倒置桶型疏水閥排除空氣能力強，沒有空氣氣堵和蒸汽汽鎖現象，排量大但有凍結的可能。
3 蒸汽疏水閥的選型
l）選擇符合使用條件的形式。
2）疏水負荷。
3）疏水閥前后壓力之差，疏水閥必須在這種壓差下打開。
4）疏水閥能承受系統zui高工作壓力和zui高工作溫度，由此來確定疏水閥殼體的材質。
5）為了符合使用條件，蒸汽疏水閥的安裝方式要正確。
4 蒸汽管道疏水量的計算
4.1 啟動時蒸汽管道疏水量的計算
4.1.1 估算的原始條件
高壓蒸汽管道暖管的溫升速度規定為 2℃~3℃/分鐘，且zui高不得超過 5℃/分鐘，故計算中選用 5℃/分鐘。
保溫材料的溫升速度取為鋼管溫升速度的一半。
4.1.2 啟動疏水量的計算公式
啟動疏水量 M=60×n×(G1×C1×Δt1+G2×C2×Δt2)/(Ig-Ib)
G1——單位長的鋼管重量或單只閥門的重量；
G2——單位長的鋼管保溫材料重量；
C1——鋼管比熱，大卡/公斤℃；
C1——保溫材料比熱；
Δt1——鋼管溫升速度，℃/分；
Δt2——保溫材料溫升速度，℃/分（取 Δt2 為 0.5Δt1，即為 2.5℃/分鐘計算）；
Ig——蒸汽焓，大卡/公斤；
Ib——蒸汽管道初壓下的飽和水焓，大卡/公斤；
n——管道長度；
4.2 蒸汽管道運行時的疏水量計算
4.2.1 過熱蒸汽管道疏水量計算
經常疏水量 G=q×n/(Ig-Ib) 公斤/小時；
q = 管道及閥門的散熱損失；
可按規程中關于管道的單位熱損失范圍中的數據；
Ig = 額定參數下的過熱蒸汽焓，大卡/公斤；
Ib = 額定參數下的飽合水焓；
n = 管道長度或閥門只數；
4.2.2 濕蒸汽管道經常疏水量計算
因濕蒸汽本身帶有濕度，故與過熱蒸汽相比，經常疏水量除應考慮管道散熱而引起的疏水，還應考慮濕蒸汽本身所含水分引起的疏水量。目前我國 CP1000 核電機組中的主汽及汽水分離再熱器前的 5 段、6 段、7 段抽汽均為濕蒸汽，故濕蒸汽管道疏水量的計算是核電機組熱力系統中的重要問題。考慮到工程應用的安全可靠性，統一按濕度中 0.1 做為疏水量。故濕蒸汽管道的經常疏水量公式如下：
經常疏水量 G=q×n/(Ig-Ib)+W×x×0.1 公斤/小時