蒸汽疏水阀作用、分类、原理、选型及故障维护
疏水阀的基本作用是将蒸汽系统中的凝结水、空气和二氧化碳气体尽快排出;同时最大限度地自动防止蒸汽的泄
漏。疏水阀的品种很多,各有不同的性能。选用疏水阀时,首先应选其特性能满足蒸汽加热设备的最佳运行,然
后才考虑其他客观条件,这样选择你所需要的疏水阀才是正确和有效的。疏水阀应用在蒸汽管网及设备中,能自
动排出凝结水、空气等不凝结气体,并阻止水蒸汽泄漏,掌握其工作原理、常见故障的排除方法及预防措施十分
重要,下面我们一起来看一看!
疏水阀的作用:
1、降低蒸汽疏水阀自身的蒸汽消耗量:
蒸汽疏水阀自身的蒸汽消耗量,一般是指蒸汽泄漏而言,是蒸汽疏水阀动作需要的蒸汽量和散热损失量之和。
2、迅速排出开始启动时设备内的空气和低温凝结水:
迅速排出开始启动时设备内的空气和低温凝结水,从而缩短预热运转时间。
开始通汽时,蒸汽输送管路和蒸汽使用设备内部都充满了空气,如不将它们排除,就无法送入蒸汽。此外在蒸汽
输送管路和蒸汽使用设备升温达到蒸汽温度的过程中,所产生的初期低温凝结水也要迅速排出,使设备在短时间
内实现正常运转,这是提高生产效率的重要条件。特别是间歇生产的场合,由于缩短了预热时间,也就缩短了每
次的作业时间,由于增加了处理次数,最终可增加产量。
3、迅速排出蒸汽使用设备内产生的凝结水:
迅速排出蒸汽使用设备内产生的凝结水,使蒸汽使用设备的加热效率保持在最佳状态,使设备内的凝结水不形成
滞留,最大限度地确保设备内的蒸汽空间,这样可经常保持最高的加热效率。一旦蒸汽疏水阀不能充分的发挥作
用,由于凝结水的滞留,不仅蒸汽使用设备的性能受到很大的影响,有时甚至使生产设备完全陷于瘫痪。
疏水阀的分类
疏水阀要能“识别"蒸汽和凝结水,才能起到阻汽排水作用。“识别"蒸汽和凝结水基于三个原理:密度差、温度差和
相变。根据这三个原理制造出三种类型的疏水阀:机械型疏水阀、热静力型疏水阀、热动力型疏水阀。
机械性疏水阀又分为:倒吊桶式(倒吊桶式蒸汽疏水阀、压差倒吊桶式蒸汽疏水阀)浮球式(自由浮球式疏水阀、
杠杆浮球式疏水阀)。
热静力型分为:双金属式疏水阀、波纹管式疏水阀、恒温蜡式疏水阀。
热动力型疏水阀分为:圆盘式疏水阀、兼有旁通圆盘式疏水阀。
序号 |
项目/型式 |
机械性 |
热静力型 |
热动力型 |
1 |
工作原排 |
利用蒸汽和凝结水密 度差 |
利用蒸汽和凝结水温 度差 |
利用蒸汽和凝结水 相变 |
2 |
水温度理 |
饱和(~0℃) |
过冷水(10-30℃) |
过冷水(6-8℃) |
3 |
漏气率 |
2-3% |
1% |
2-3% |
4 |
允许被压 |
0.8P1 |
0.5P1 |
0.5P1-0.25P1 |
5 |
结构大小 |
大 |
较小 |
最小 |
6 |
安装方向 |
水平或垂直 |
水平或垂直 |
水平或垂直 |
7 |
可靠性 |
可靠 |
较可靠 |
较可靠 |
8 |
使用寿命 |
长 |
较短 |
最短 |
9 |
种类 |
浮球式(杠杆浮球 式、自由浮球式) 吊桶式(浮桶式、倒 吊桶式) |
双金属式、波纹管 式、膜片式 |
圆盘式 |
疏水阀的工作原理:蒸汽疏水阀安装在蒸汽加热设备与凝结水回水集管之间。开启时,桶在底部,阀门全开。
凝结水进入疏水阀后流到桶底,充满阀体,全部浸没桶体,然后,凝结水通过全开阀门排至回水集管。蒸汽也
从桶体底部进入疏水阀,占据桶体内的顶部,产生浮力。桶体慢慢升起,逐渐向阀座方向移动杠杆,直到完全
关闭阀门。空气和二氧化碳气体通过桶体的排气小孔,聚集在疏水阀的顶部。从排气孔排出的蒸汽,都会因疏
水阀的散热而凝结。当进来的凝结水开始充满桶体时桶体开始对杠杆产生一个拉力。随着凝结水位不断升高,
产生的力不断增加,直到能够克服压差,打开阀门。疏水阀阀门开始打开,作用在阀瓣上的压差就会减小。桶
体将迅速下降,使阀门全开。积聚在疏水阀顶部的不凝性气体先排出,然后凝结水排出。水流从桶体流出时带
动污物一起流出疏水阀。凝结水排放的同时,蒸汽重新开始进入疏水阀,新的一个周期又开始了。
1、机械疏水阀工作原理:机械型疏水阀机械型也称浮子型,是利用凝结水与蒸汽的密度差,通过凝结水液位变
化,使浮子升降带动阀瓣开启或关闭,达到阻汽排水目的。机械型疏水阀的过冷度小,不受工作压力和温度变化
的影响,有水即排,加热设备里不存水,能使加热设备达到最佳换热效率。最大背压率为80%,工作质量高,
是生产工艺加热设备最理想的疏水阀。
2、热静力疏水阀工作原理:热静力型疏水阀这类疏水阀是利用蒸汽和凝结水的温差引起感温元件的变型或膨胀
带动阀心启闭阀门。热静力型疏水阀的过冷度比较大,一般过冷度为15度到40度,它能利用凝结水中的一部分
显热,阀前始终存有高温凝结水,无蒸汽泄漏,节能效果显著。是在蒸汽管道,伴热管线、小型加热设备,采暖
设备,温度要求不高的小型加热设备上,最理想的疏水阀。
3、热动力疏水阀工作原理:这类疏水阀根据相变原理,靠蒸汽和凝结水通过时的流速和体积变化的不同热力学
原理,使阀片上下产生不同压差,驱动阀片开关阀门。
因热动力式疏水阀的工作动力来源于蒸汽,所以蒸汽浪费比较大。结构简单、耐水击、最大背为50%,有噪音
阀片工作频繁,使用寿命短。
疏水阀的选型依据
1、疏水阀的水量:选用疏水阀时,必须按设备每小时的耗汽量乘以选用倍率2-3倍为最大凝结水量,来选择疏水
阀的排水量。才能保证疏水阀在开车时能尽快排出凝结水,迅速提高加热设备的温度。疏水阀排放能量不够,会
造成凝结水不能及时排出,降低加热设备的热效率。当蒸汽加热设备刚开始送汽时,设备是冷的,内部充满空气,
需要疏水阀把空气迅速排出,再排大量低温凝结水,使设备逐渐热起来,然后设备进入正常工作状态。由于开车
时,大量空气和低温凝结水,较低的入口压力,使疏水阀超负荷运行,此时疏水阀要求比正常工作时的排水量大,
所以按选用倍率2-3倍来选择疏水阀。
2、疏水阀的工作压差:选用疏水阀时,不能以公称压力选疏水阀,因为公称压力只能表示疏水阀体壳承受压力等
级,疏水阀公称压力与工作压力的差别很大。所以要根据工作压差来选择疏水阀的排水量。工作压差是指疏水阀前
的工作压力减去疏水阀出口背压的差值。疏水阀后背压计算方式是:当疏水阀后凝结水排入大气时,疏水阀的出口
背压为零。如果把疏水阀排出的冷凝水集中回收,此时,疏水阀的出口背压是回水管的阻力、回水管抬升高度、
二次蒸发器(回水箱)内压力三者之和。
3、机械型疏水阀的阀座号:机械型疏水阀按不同的工作压差段,分成多种规格阀座孔径的“阀座号”,每个工作压
差段与“阀座号”组成一条坐标曲线的排水量,不同“阀座号” 的疏水量有很大差别。机械型疏水阀应根据工艺条件
的最高工作压差和最大排水量两者相对应的坐标曲线来选合适的“阀座号”。不能以公称压力来定“阀座号”,如果选
错“阀座号”,有可能出现疏水阀不工作或设备存水,影响设备正常运行。
4、疏水阀的工作温度:选用疏水阀时,要根据管道蒸汽最高温度来选择能满足工艺条件要求的疏水阀。管道蒸汽
最高温度超过公称压力相对应的饱和蒸汽温度称为过热蒸汽,在过热蒸汽管道选择疏水阀时,应选用高温高压过
热蒸汽专用疏水阀。
5、疏水阀的连接尺寸:疏水阀的工艺条件决定以后,根据疏水阀前后的工作压差、疏水量和“阀座号”,按疏水阀
制造厂家的技术参数来选择疏水阀的规格尺寸。不能按设备连接尺寸随便选配同样尺寸的疏水阀,疏水阀的连接口
径不能代表疏水量的大小,同一种口径的疏水阀,疏水能力可能差别很大。
所以选用疏水阀时必须根据设备的工艺条件,参照疏水阀制造厂家提供的参数来选配疏水阀才是正确的选择。
疏水阀常遇故障及维护方法:
1、疏水阀工作正常情况:凝结水间断排放,关闭后无蒸汽泄漏。
有时凝结水连续排放,有连续杂音,然后有关闭声,等待一段时间后,又开始周期循环。
2、疏水阀常遇故障及维护方法:
冷阀—不排水
如果疏水阀不能排放凝结水:
①原设计压力有误;压力升高,没有安装小一点的阀嘴;减压阀失灵;锅炉压力表读数偏低;正常磨损后,阀座孔
放大;回水管线内的高真空增加了压差,超过了疏水阀的工作压差。 凝②结水或蒸汽未进入疏水阀:疏水阀前的
过滤器堵塞;装有疏水阀的管线上有其他阀门损坏;管线或弯头堵塞。
③机械磨损或缺陷,需要修理或更换。
④疏水阀体被污物堵塞,应该安装过滤器排污。
⑤对倒置桶型疏水阀,浮桶排气孔被污物堵塞时,应安装过滤器;稍微扩大一点排气孔;在排气孔中放置金属丝。
⑥对浮球型疏水阀,如果空气排气孔工作不畅通的话,就会产生气阻现象。
⑦对热静力型疏水阀,波纹管元件由于水击可能损坏,使疏水阀关死。
⑧对圆盘型疏水阀,疏水阀可能会反装。
热阀—不排水:无凝结水流向疏水阀:疏水阀安装在有泄漏的旁通阀上;在干燥滚筒中的虹吸排放管破裂或损坏;
热水器盘管出现真空,妨碍排放,在换热器和疏水阀间安装真空破坏器。
蒸汽损失:如果疏水阀喷出新鲜蒸汽,可能是由于下列原因造成:
A.阀门关不上:水垢堵住了阀座孔;部件磨损。
B.倒置桶型疏水阀不工作:
如果疏水阀喷放新鲜蒸汽,先将进口阀关几分钟,然后慢慢打开,如果这时疏水阀能够工作,说明疏水阀是好的。
倒置桶型疏水阀不工作一般都是由于蒸汽压力突然或者经常变化造成的。如果可能的话应该把疏水阀安装在集水
点之下。
C.对浮球型疏水阀,热静力元件可能会损坏而关不上。
连续排放:如果倒置桶型或圆盘型疏水阀连续排放,或者浮球型或热静力型疏水阀全开排放,应该检查下列因素:
A.疏水阀太小:更换大阀,或并联安装另一只疏水阀;低压场合可能安装了一个高压疏水阀,这时应选择内件机
构合适的疏水阀。
B.供水条件不正常:锅炉内起泡,使大量水跑到蒸汽管道里。应该安装一台水分离器,改变供水条件。
加热缓慢:疏水阀的工作正常,但工艺加热单元加热不畅。
A.一个或一个以上单元被短路。解决方法是,每一条管线上各安装一台疏水阀。
B.尽管看起来处理凝结水很有效,但实际上疏水阀选的太小。试一下大一点的疏水阀。
C.疏水阀空气处理能力可能不够,或者空气到不了疏水阀。使用辅助排空气阀。
其他故障:如果在大气压力下排放,疏水阀工作正常,但是一与回水管线相连就有问题。就检查下列各点:
背压降低了疏水阀的排量:
回水管太细—疏水阀热;
其他疏水阀可能喷蒸汽—疏水阀热;
凝结水箱上的排空气孔堵塞—疏水阀热或冷;
回水管线堵塞—疏水阀热;
回水管线超真空—疏水阀冷。
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