TLV蒸汽教程待续

1、工艺不同是如何影响疏水阀选型的鉴于疏水阀的种类繁多，工作特性也各不相同。因此用户在选择疏水阀时常常会遇到困难，如何选择正确的疏水阀，使冷凝水能顺畅的排除出蒸汽管路成为了一个难题。疏水阀选型的考虑的重点包括温度和压力范围，排水量，阀门类型，阀体材料和其他相关因素。乍看起来比较繁琐，但其过程可以理解为4个简单的步骤：步骤1：确定疏水阀工况所需要的排水要求（例如热或过冷排放），决定疏水阀类型。步骤2：根据压力，温度，安装方向和其他因素选择阀门型号。步骤3：计算工艺负载的冷凝水量并乘以制造商推荐的安全系数。步骤4: 根据最低产品运行周期成本（LCC）来选择最合适的疏水阀这个系列三篇文章中的第一篇会侧重

2、于疏水阀的工艺是如何影响疏水阀的选型的。蒸汽疏水工艺蒸汽疏水阀的作用是从蒸汽主管，用汽设备，伴热管线和驱动设备，如汽轮机，中排除冷凝水。这些工艺需要疏水阀扮演的角色略有不同。不同的蒸汽疏水工艺根据工艺工况来选择疏水阀。蒸汽输送管道蒸汽输送管道的目的就是将合理且高质量的蒸汽输送到用汽设备或伴热管线。在蒸汽输送管道上的疏水阀最重要目的就是防止发生管道水锤。疏水阀是用来来防止冷凝水积存的，这也就意味着疏水阀时需要排放没有过冷度的冷凝水（即快速排出接近蒸汽温度冷凝水）。蒸汽加热设备用汽设备（例如暖风机）的运行状态直接影响到产品质量。由于冷凝水会造成加热不均匀，降低传热效率和其他类似问题，因此能缩短开机

3、时间并能保证没有冷凝水积存的，具有连续排水特性的疏水阀是这类工艺的最佳选择。这些用汽设备在停机时会进入一些空气，因为空气和一些不凝性气体会造成换热效率和效果的下降，因此选择的疏水阀应该带有高性能的排空气阀。除此之外，部分用汽设备会为了控制进入设备的热量而在蒸汽入口安装了调节阀门（如控制阀）。造成设备内部的蒸汽压力可能会低于背压，使疏水阀无法正常排水。这种情况被称为“滞流”。当发生滞流时，我们需要使用结合泵和疏水阀功能的设备来克服较高的二次压力来泵送冷凝水（如PowerTrap®）。更多关于滞流的信息，请参阅： “滞流”是什么？伴热管线伴热管线的疏水阀要求和前两者有所不同，蒸

4、汽经过铜管（铜管具有较高的导热性）加热并保持100°C（212 °F）以上，使高粘度流体保持一定的流动性。适用的疏水阀应该具备能防止铜离子沉淀，并能充分利用蒸汽/冷凝水显热的特性。动力驱动设备动力驱动设备包括用于压缩机，泵或发电机的汽轮机，蒸汽锤或蒸汽轮。在这些工艺中为了保证安全和效率的运行，必须保证设备中的冷凝水能够快速排出，使设备中没有冷凝水积存，防止造成设备损伤。蒸汽设备特性需求表工艺疏水阀要求适用产品举例蒸汽输送管道· 即使在冷凝水负荷较低时也能保证良好的蒸汽密封性能· 不会受到环境和恶劣天气的影响· 能在启动和运行时排放空气·

5、; 连续排水保证冷凝水无积存· 不会受到回收管线背压影响· 排空时没有吹放特性SS/FS蒸汽加热设备没有滞流· 连续排水保证冷凝水无积存，并使加热效率最大化· 不会被变化较大的冷凝水负荷影响· 能在启动和运行时排放空气· 在压差较小时也能保证冷凝水的正常排放，即使在背压较高的情况下也能保证较高的运行效率。· 实现疏水阀发生故障或磨损时也能保证“常开”特性，确保冷凝水及时排出。· 无吹放特性，降低管道受损几率JX系列蒸汽加热设备滞流· 同上，除；· 无过冷度排放冷凝水，使加热效率最大化·

6、 无论在正压差还是负压差情况下都能保证疏水阻汽· 如果系统损伤或磨损可以允许有其他组件帮助排水GT系列伴热管线高温· 轻便紧凑· 微量或无过冷度· 无论管道如何布置都可以适用· 如果经常出现堵塞应当要具备方便清洁杂质/铜离子沉淀的功能SS系列/LV21/P46S伴热管线低温· 同上，除；· 过冷度首选：o 利用蒸汽显热o 达到较低温度LEX3N动力驱动设备正压· 即使在冷凝水负荷非常低时也能保证良好的蒸汽密封性能· 不会受到环境和恶劣天气的影响· 能在启动时排放空气· 连续排水保证冷凝

7、水无积存· 不会受到回收管线背压影响· 排空时没有吹放特性JH/FS动力驱动设备负压· 同上，除；· 能排放在真空条件下形成的冷凝水· 如果系统损伤或磨损可以允许有其他组件帮助排水· 系统必须防止倒流GT系列* 上表提供的只是大致的参考值。在设计管路或选择疏水阀时请联系如TLV之类的蒸汽专家来帮助确定。 在仔细评估蒸汽应用的排放要求和理解哪种疏水阀最合适后，下一步就是根据运行工况确定合适的疏水阀参数。更多关于这一主题的信息，请参阅第2部分。4-5疏水阀选型：理解参数第一篇文章中，我们了解了工艺是如何影响疏水阀选型的

8、，接下来我们将介绍工况参数对于疏水阀型号的影响。工况要求影响疏水阀参数系统的情况决定了疏水阀最小的压力，温度，排水量，材料和连接方式的最低要求。安装管道及连接方式确认要求的连接方式和阀体材料，最重要的是选择的疏水阀符合管道安装的要求。举例来说，管道压力要求承插焊，那就不能选择连接方式是NPT（管螺纹标准）的疏水阀。需要注意的是，疏水阀的排水量应满足工艺要求最小压差下的最大排量。阀体材料选择疏水阀前也要考虑阀体的材质。阀体的材质通常取决于疏水点（CDL）的最大操作温度和压力，周围环境，使用寿命/最小维护要求。此外，该材料还必须满足设计规范的最大温度和压力的测试要求。疏水阀的阀体，阀盖和其他抗压部

9、件的材质和其他类型的阀门并无明显不同，例如：灰铸铁/球墨铸铁、碳钢、不锈钢阀体的最大允许压力和温度并不等同于疏水阀操作的最大压力和温度。这是由于很多诸如垫圈的最大温度和压力不能达到这些要求。除此之外，不同标准下，如ASME和DIN，也会影响材料的最大操作压力/温度。举例来说，在DIN标准下，A126铸铁的最大允许压力为13barg（190 psig），但在ASME标准中，压力能达到16barg（250 psig）。近年来，不锈钢材质的疏水阀越来越受到青睐，因为它们便于维护，且寿命更长。选型很大一部分的用户会根据现场管道的尺寸来选择疏水阀。但其实，疏水阀口径应该取决于设备冷凝水量能正常排出的管道

10、尺寸。下面是根据设备排水量推荐的疏水阀管道尺寸表：最大冷凝水流量设备出口管道尺寸低于220 kg/h 440 lb/h15 mm 1/2 in.200-500 kg/h 440 - 1100 lb/h20 mm 3/4 in.0.5 - 1 t/h25 mm 1 in.1 - 2 t/h32 mm 1 1/4 in.2 - 3 t/h40 mm 1 1/2 in.3 - 5 t/h50 mm 2 in.超过5 t/h65 - 100 mm 2 1/2 - 4 in.* 上表提供的只是大致的参考值。在设计管路或选择疏水阀时请联系如TLV之类的蒸汽专家来帮助确定。 通常来说，疏

11、水阀的口径不要小于设备的出口管道，防止产生冷凝水积存，避免造成设备损伤或加热问题。疏水阀的出口管道则不需要根据疏水阀选择，而应根据设计的流量和压降考虑回水管线中的两相流。更多相关信息，请参考： 冷凝水回收管道连接形式大多数用户会根据国家，行业或公司的标准来选择螺纹，承插焊或法兰的连接形式。螺纹连接通常比法兰连接成本低，但在安装时需要拧装管道，为了方便维护，疏水阀后需要断开，或安装螺纹接头。对于螺纹连接的疏水阀，我们需要严格根据规范来安装，防止出现管道密封不严造成的泄漏。部分工厂考虑到防止管线泄漏而选择承插焊的疏水阀，但在维修更换时会比较麻烦且成本较高。如果缺少合格的焊工还可能降低整体

12、的安装效率和安装质量。法兰连接的疏水阀相对来说比较容易安装和更换。新筹建项目时确定整厂的法兰标准和对接方式对于之后的维护维修将带来很大的便捷。法兰连接疏水阀的案例在根据操作工况和环境选择了疏水阀的参数之后，接下来就是对疏水阀的排水量进行计算，并乘以安全系数，选择最经济的疏水阀。详细信息请参阅第三部分。4-6疏水阀选型：安全系数和产品运行周期成本在上一个章节中我们介绍了疏水阀选型时的物理因素，在这个章节中，我们会关注疏水阀的安全系数和产品运行周期成本（LCC）。什么是安全系数？安全系数是选择疏水阀排量要求的一个参数。当冷凝水量超过计算和预计值时能提供一个缓冲。在计算疏水阀排量要求时将计算的冷凝水

13、量乘以这个安全系数。下表中将介绍大部分类型疏水阀的安全系数TLV疏水阀类型推荐最小安全系数浮球1.5倒吊桶2圆盘2热静力（X元件）2双金属35有两个因素会影响疏水阀的安全系数：冷凝水负载峰值和疏水阀类型的响应时间。冷凝水负载峰值冷凝水负载峰值（或称最大排量）会比平均值要大，主要有几个原因。设备的冷机启动，会使冷凝水量大大超过正常运行时的水量。批量处理产品时，开始阶段或产品质量较大也会造成冷凝水量超过均值。在蒸汽输送管线中，当某个疏水点（CDL）产生堵塞也会造成下一个疏水点的冷凝水量达到原来的两倍。安全系数值制造商提供的安全系数范围在1.5到5.0之间。这个安全系数取决于疏水阀的设计，额定流量，

14、阀嘴的磨损，工艺的重要性等等。在计算负荷时，会考虑冷凝水是连续排放的，但实际很多疏水阀运行是间歇的（开/关），如圆盘和倒吊桶式，所以安全系数会定的比较大，减少冷凝水在疏水阀运行间歇时的积存。有一些制造商推荐较高的安全系数，仅仅是为了提供较大的阀嘴，防止产生堵塞。相对而言，连续排水的疏水阀，例如浮球式的，通常的安全系数只有1.5。安全系数也对突然减小的压差有补偿作用，防止因背压升高而造成冷凝水积存。选择疏水阀时，计算正常冷凝水量后需要乘以厂家推荐的安全系数，使疏水阀提供一个合理的排水量。产品运行周期成本疏水阀是蒸汽系统的重要且必要的组成部分，因此需要使用长远的眼光来为系统选择最低产品运行周期成本

15、（LCC）的产品。这就意味着采购成本只是选择疏水阀考虑的因素之一。其他如维护，安装，更换，甚至疏水阀损坏和自耗引起的蒸气泄漏也应该考虑在内。阀座等内部件的快速磨损会造成蒸汽泄漏与日俱增，使用户不得不过早的更换疏水阀。更换的时机取决于更换成本和蒸汽泄漏和疏水阀损坏引起的其它故障的比较。另外，即使符合工况要求，也应该避免使用自耗性较高或寿命较短的产品。下面例子就是产品运行周期成本（LCC）对于疏水阀选型的影响。型号A和型号B是两款不同类型的疏水阀。型号A售价较高，但比型号B寿命更长。项目型号A型号B采购称本RMB 2400RMB 800更换成本*RMB 560RMB 560疏水阀设计蒸汽自耗0.0

16、5 kg/h1.0 kg/h每年由于磨损造成的蒸汽自耗0.06 kg/h （每年）0.4 kg/h （每年）标准使用寿命8年3年* 成本为人工费用和更换如垫圈等部件的成本我们可以统计在9年中2个疏水阀的产品运行周期成本。假设1年运行365天，1天运行24个小时，平均蒸汽成本是160元/吨的话，型号A的成本是9440元，包括了9年中的采购和维护成本。而型号B的成本则是24480元，包括了第4年和第7年的采购成本和维护费用。虽然型号B的采购成本很低，但整体的运行周期成本却是型号A的2.4倍，由此可见用长远眼光来选择疏水阀就显得尤为重要。型号A和型号B的产品运行周期成本比较产品的可靠性/使用寿命，维

17、护成本，和功能/蒸汽自耗都是在选择疏水阀前需要考虑到的经济因素。4-15串联疏水在一台疏水阀前还安装了另一台疏水阀，这样的问题经常会在现场发生。这就是我们常说的“串联疏水”。串连疏水很多只是一个备用措施，在可能损坏的疏水阀的前端或后端安装另一个疏水阀，形成串联疏水。这两类情况我们都不推荐。安装两台阀门可能看起来会是一个确保安全的措施，但实际却会导致管道堵塞和冷凝水积存，实际类似于安装了一台堵塞的疏水阀。串联疏水弊大于利在一个制程设备后安装两台疏水阀的好处：· 第一台阀门损坏时能起到备用，比如第一台阀门泄漏时第二台阀门能有效防止蒸汽泄漏。· 能减少闪蒸汽云然而，只要了解蒸汽疏

18、水阀的运作原理就可以解释为什么永远不推荐在一个制程设备后安装两台疏水阀。由于串连疏水引起的蒸汽绑由于泄漏或冷凝水闪蒸而产生的蒸汽会使第二台疏水阀关闭。为什么串连疏水是不推荐的原因1：会被生蒸汽或闪蒸汽影响引起堵塞如果一台阀门损坏了，就会开始泄漏生蒸汽。即使它的功能正常，排出的冷凝水一部分会由于压力降形成闪蒸汽。无论发生哪种情况，只要存在串联疏水，在第一台疏水阀中的闪蒸汽或生蒸汽就会产生：· 系统的背压升高（由于蒸汽产生，而本身的管道直径和第二台疏水阀又有限制）· 第二台疏水阀会由于蒸汽而无法排水（蒸汽绑），因而无法排水。· 可能导致冷凝水积存和水锤等负面影响更多相

19、关文章信息，请参阅：· 蒸汽绑和空气绑· 闪蒸汽理由2: 压差和疏水阀选型在对疏水阀选型时，计算前后管道的压差就很容易选择一台阀门。但如果串联疏水，压差就被两台疏水阀隔开成两部分。这样的结果就是原本可以使用一台小排量阀门，而现在需要选择两台大排量阀门。综上所述，第二台疏水阀会由于闪蒸汽或生蒸汽而关闭，连续的排水被破坏而产生冷凝水积存。此外，由于回收管线的高背压，需要选择较大排量的疏水阀，以免引起“滞流”。更多关于滞流的信息，请参阅· “滞流”是什么？压差问题系统本来的压差被两台阀门分隔成两个部分，如果本来的压差就不大，冷凝水就会容易积存在第一台疏水阀的前端，这也就

20、是为什么两台阀门都需要选成较大的型号。即使选择两台排量较大的疏水阀，也需要考虑两台疏水阀的运行周期，因为这也会影响到系统的排水。解决排冷凝水问题简而言之，无论是引起蒸汽绑还是第二台疏水阀的同步问题，为预防产生水锤等严重后果，我们需要尽量避免出现串联疏水。相应的，如果比较关注疏水阀损坏后系统的正常运行，多准备一台备用是很好的方法，在疏水阀前端和后端安装切断阀是非常有必要的，这样能方便进行维修。设置旁通阀能在维修时进行临时的疏水。如果关键工艺需要，我们可以并联一台疏水阀，在维修时启用。如果想在现场避免出现闪蒸汽，可以设置一个闪蒸罐来收集和回用闪蒸汽，这样既有效的减少现场飘散的蒸汽云，同时还有助于增

21、加系统的运行效率。4-16群组疏水使用一台疏水阀收集一台设备多个加热段冷凝水并汇集到同一条冷凝水管线的疏水方法被称为“群组疏水“。由于群组疏水会导致压力不平衡，在设备内部产生诸如积水和水锤等问题，造成设备损伤，因此我们推荐对每个加热段单独安装疏水阀进行排水。通常不推荐群组疏水群组疏水 单独疏水举个例子，一台换热设备被分成三个加热段，由于每个加热段的负载都不同，第一个加热段的负载可能高于最后一个加热段，导致压力不平衡。所以我们推荐使用三台疏水阀，使每个换热器每个加热段的水分开排出。为什么不推荐群组疏水在这个例子里，我们假设这个换热器是翅片管结构的。蒸汽进入一个小分气缸后分成三个支路进入翅片管对物

22、料进行加热。多加热段的好处是能增加传热表面和传热能力。我们可以把它考虑成一整台机器，但实际其中内含多个不同的换热器。由于初段预热部分、中间加热部分和末端加热部分的负载差距较大，所以冷凝水量也有不同。初段部分通常负载最高，压降也相对较大。同理，末端负载最小，所以压降也就较小。在这种情况下，初段的出口压力要小于末端的出口压力，产生一种由于末端压力最高而发生的“短路”现象。由于初段和中段加热部分压降较大，群组疏水将会导致压力不平衡。要打破这种不平衡需要水积存到盘管的一定高度，依靠“水头”压力来帮助排水。所以如果只使用一台疏水阀，负载不平衡导致的压力失衡会使设备内部产生冷凝水积存和水锤损伤、盘管分层、

23、不均匀排水和腐蚀。这样实际是在无形的增加成本，而且最坏的结果可能导致加热不均匀，影响产品质量和产量。更多关于水锤的信息，请参阅以下文章：· 什么是水锤？群组疏水带来的危害换热设备多个换热段共用同一个疏水阀会产生冷凝水积存和其他类似于不均匀加热，腐蚀和热冲击或水锤等不良影响。已经存在群组疏水情况很多设备由于配置比较复杂，或空间受限，或为节省成本，安装疏水阀的数量受到限制。这种情况下还要求对设备的每个加热段分开疏水显然比较困难。我们推荐单独疏水，但在条件不允许时则应尽可能去改善。以下设备中经常容易出现群组疏水：· 热风机、多层印刷机、多层瓦楞纸机如果设备布置已经存在群组疏水，而

24、且难以改成单独疏水的，建议在疏水阀前设置一个足够大的均压管，这个均压管可以平衡压力，使冷凝水能顺利排出管道。均压的集水管集水管的不足处图示：安装集水管可能能帮助冷凝水流通，但蒸汽辐射损失也会相应变大。还意味着更大更昂贵的管道和阀门，并且必须要有一个近乎完美保温来防止盘管分层。而且集水管并不一定解决管道内的压力失衡，所以这也就是为什么我们推荐独立的疏水。这样做的效果要差于改成单独疏水，在某些情况下，改善后效果可能远小于预期。比如说，如果排水管不是完全垂直向下的（没有升降段），如果集水管空间不足，无法使内部压力平衡，压力较高的部分就会影响负载较高的部分造成积存。只有当排水管直径够大，能够容纳冷凝水

25、和蒸汽同时进入管道，集水管才能发挥作用。如果直径不足还是会产生冷凝水积存和不均匀加热，问题依旧会存在。上述条件满足时，安装一个足够大的集水管能帮助改善群组疏水带来的一些问题。但最有效优化加热设备的方法还是使用单独的疏水阀，这样即便在蒸汽供应量相同时，相邻的加热段的内部压力也可以不同。摘要在为设备安装疏水阀时应尽量避免群组疏水。向设备制造商确认他们是使用正确的排水方式是非常有必要的。基于上述的原因，我们始终推荐使用单独的疏水阀，因为这对于换热设备的效率运行是最佳的。4-17蒸汽绑您的用汽设备曾经在系统正常运行过程中出现原因不明的温度下降吗？问题可能源自“蒸汽绑”（由蒸汽引起）或“空气绑”（由空气

26、或其他不凝性气体，如二氧化碳引起）。解决两种问题的方法尽管有所不同，但它们的成因却类似：蒸汽或不凝性气体在冷凝水之前进入疏水阀，使疏水阀关闭而无法排出冷凝水。本文将侧重于蒸汽绑，关于空气绑的相关信息请参阅：· 空气绑蒸汽绑产生的原因是什么？疏水阀的功能之一是在蒸汽进入阀门时保持关闭，但通常蒸汽绑并不是由于疏水阀本身引起的，而是设备的配置或疏水阀周围的管道导致了问题的产生。不重视系统中的蒸汽绑可能导致问题更加严重。由于找出问题发生的点比较困难，所以了解哪些配置会导致蒸汽绑就显得比较重要。滚筒式烘干机出口发生的蒸汽绑有时候，设备温度无法提升的是由于蒸汽绑导致的，它会导致设备内部积存冷凝水

27、。以下的两种情况都很有可能发生蒸汽绑：· 设备的配置导致在排放冷凝水时有蒸汽混入其中· 管道的布置导致蒸汽在冷凝水之前进入疏水阀如果蒸汽绑的成因是蒸汽和冷凝水混合进入疏水阀，就应该使用“汽绑释放”阀或针阀来提供一个“旁路“，使少量蒸汽流出疏水阀。如果蒸汽绑是由于管道布置引起的，改善管道使冷凝水能先于蒸汽流入疏水阀就会比较有效。设备配置引起的蒸汽绑如果是由设备配置引起的蒸汽绑，其中一个解决的办法是先将冷凝水排入一个类似于闪蒸罐的容器，之后再排入疏水阀。分离出的蒸汽可以回到换热器内继续参与换热。然而此类设置在一些特定设备上会发生问题，例如采用虹吸管排水的设备，如果不回用蒸汽，则

28、需要另外的解决方法。蒸汽冷凝水混合物的虹吸使用虹吸管时，蒸气压力会压送冷凝水，使其排出设备，但有时却又会导致冷凝水中夹带蒸汽同时流入疏水阀。使用汽绑释放阀或针阀另外的解决的方法是使用汽绑释放阀或针阀，使其能排出疏水阀前端的少量蒸汽，由此解决蒸汽绑问题。 汽绑释放阀和针阀可以控制蒸汽的释放量，使损失最小化。汽绑释放阀汽绑释放阀是利用蒸汽疏水阀的自动排空气功能（例如X元件），通过强制打开阀门释放蒸汽来解决蒸汽绑。针阀如果疏水阀有内置的排空气功能（见上图），针阀同样也能达到类似的结果，或使用独立的旁通管线（见下图）。独立旁通管线独立旁通管线可以使蒸汽通过旁通阀来解决蒸汽绑。管道布置问题引起的蒸汽绑疏

29、水阀不适宜安装在垂直管道的顶端，因为这样会导致蒸汽绑。疏水阀发生蒸汽绑的实例管道的布置会是蒸汽“堵”在疏水阀内，阻碍冷凝水排出。管道布置使如何导致蒸汽绑的？您可能认为前端压力足够就不会引起蒸汽绑。 但提高压力并不能解决这类问题，由于疏水阀排水是基于以下两点的：· 疏水阀内和管道内的压力相同· 只有当阀门开启时才能排放冷凝水疏水阀是为了在排出冷凝水的同时阻断蒸汽泄漏而设计的，由于阀入口的冷凝水和蒸汽压力相同，但蒸汽的密度要小于水，因此如果有提升管，它们就会升入高点并流入疏水阀，使阀门关闭。即使强制提升压力想要压送冷凝水进入也不能解决这个问题，原因是蒸汽使阀门关闭了。当“堵”在

30、疏水阀和管道内的蒸汽渐渐冷凝后，“蒸汽绑”的阀门会渐渐的打开并排出冷凝水。但在此之前，冷凝水可能已经大量的积聚在管道和设备内。而且如果不解决，这个问题会在每个排放周期内继续发生。垂直提升导致蒸汽绑阀门出口的情况是怎样的？看起来蒸汽绑只会出现在疏水阀进口端的提升管，而出口不会发生。疏水阀出口的闪蒸汽同样也会升到提升管的高处。但因为后面没有疏水阀，蒸汽可以没有阻碍的流出管道。冷凝水管线通常通入一个开式或闭式的冷凝水回收罐，通常会设定一个合理的压力保证疏水阀有压差来动作，保证冷凝水和闪蒸汽的平稳流动。疏水阀出口的蒸汽流动疏水阀出口的压差需要使冷凝水和蒸汽能自由流动。其他管道案例蒸汽绑并不仅限于发生在

31、提升管，同样还会发生在其他管道配置中。 举例来说，没有支撑的倾斜和弯曲管道也会导致蒸汽绑。弯曲管道中发生的蒸汽绑弯曲的管道会导致蒸汽绑，使冷凝水无法排出。即使管道完全平行于地面，疏水阀前狭长的管道也会导致蒸汽绑。管道直径不足时会使冷凝水无法在蒸汽前进入疏水阀。管道过窄导致蒸汽绑管径过小的管道会导致蒸汽被锁在疏水阀中，阻止冷凝水排出。其他信息“空气绑”类似于“蒸汽绑”，但它是由空气引起的，它既会发生在蒸汽系统，又会发生在空气和其他气体系统中，通常需要安装平衡管来解决。更多信息请参阅下面的文章。同样的，“群组疏水”也会产生“蒸汽绑“现象。更多关于”群组疏水“的信息，请参阅：· 群组疏水4

32、-18空气绑什么是空气绑？"空气绑" 是蒸汽，空气或气体系统中常常出现的问题，由于不凝性气体滞留在疏水阀中，使疏水阀始终处于关闭状态，冷凝水无法正常排出的现象就叫做空气绑。空气绑发生的原因是由于蒸汽空气气体疏水阀是为实现以下功能而设计的自动阀门：· 平稳排放冷凝水· 防止蒸汽空气气体泄漏，（即管道中的流体被排出）所以如果产生空气绑，就证明阀门的机械运行是正常的。在某工艺中产生空气绑的案例和蒸汽不同的是，空气是不容易冷凝的，这样就会留存在蒸汽空气气体疏水阀中，造成空气绑。空气绑和蒸汽锁的机械原理相似。但不同处在于蒸汽锁可以由于蒸汽热辐射而冷凝消除。而空气则

33、不会冷凝，积水问题并不会由此解决。空气绑和蒸汽锁的区别产生空气绑时，由于空气不会因为热辐射而冷凝，因此它不能自行消除。产生蒸汽锁时，由于蒸汽会因为热辐射而冷凝，因此能自行渐渐消除。问题仍然会在下一个排放周期内继续产生。蒸汽疏水阀的解决方案蒸汽疏水阀和空气气体疏水阀的解决方案会有所不同。对于蒸汽疏水阀而言，只要带有自动排空气装置的疏水阀就可以排放类似于空气的不凝性气体。 一般工艺中都不会在蒸汽管道中使用空气和其他不凝性气体。相反的，它们反而是蒸汽系统中不希望存在的介质。当系统刚启动时，管道通常都是常温的，大多数排空气阀都会利用蒸汽和空气的不同温度来控制阀门的开关：排空气阀在温度较低时保持打开，使

34、空气排出系统。当温度上升，蒸汽进入时阀门关闭，防止泄漏。大多数蒸汽系统都会使用X元件或双金属环型的疏水阀自动排出系统中的不凝性气体，保证顺畅的排放冷凝水。自动排空气装置X元件型排空气阀X元件的开关原理是内部含有酒精混合物部件的热胀冷缩，这种混合物的沸点会比水的沸点低固定的数度。双金属环型排空气阀双金属环会在低温时收缩，支撑圆盘离开阀座，使其快速排放空气。空气气体疏水阀解决方案在空气或气体系统中，产生问题的根源：空气和气体，是我们不想浪费的，所以解决的方法和蒸汽系统也完全不同。在这个案例中，空气和气体可以通过压力平衡管回收一个更大的空间内。这样就能保证冷凝水能通过疏水阀顺利排出系统。压力平衡管是

35、一个普遍却行之有效的方法，它能有效的消除在这类型的疏水阀中产生的空气绑现象。当然在您的空气气体疏水阀操作说明书中应该会有详细的说明。为空气疏水阀加装压力平衡管安装压力平衡管前，非常重要的一点就是确认两边的压力是平衡的。比重较大的冷凝水应该位于疏水阀的低位，这样比重较轻的空气气体就会处在疏水阀的高位而顺利回到工艺管道中。这样配置才能更有利于冷凝水的平稳排放。压力平衡管安装小贴士压力平衡管需要一个非常详细的设置方案。如果管线的两边不能保证相对平衡或压力上升的太多就会容易产生空气气体的倒流，使系统更为糟糕。与此类似的是，平衡管如果尺寸过小也会使压损加大，影响空气和气体顺利流出疏水阀。高背压压力平衡管

36、线的案例如果管线两端压力不平衡，会导致空气气体的倒流，导致系统比之前更为糟糕。压力平衡管线直径过小的案例压力平衡管线的直径必须保证可以使空气气体快速流出疏水阀。如果疏水阀安装在垂直管道的最低点，由于流体可以自由流动，空气绑的问题会被最小化，在这类情况下可以不安装平衡管。更多注意点不论您的系统是使用蒸汽还是空气气体疏水阀，管道的配置都应该有利于冷凝水平稳而快速的排出。总体而言，疏水阀尽量避免安装在管道垂直段的顶部，并且其入口端的管道应尽可能的短并有足够的直径，使产生空气绑的可能最小化。7-1冷凝水回收简介什么是冷凝水？冷凝水是蒸汽传输热量后从气态转化成的液态介质。在一个加热工艺中，冷凝水是蒸汽在

37、传输一部分热量，也就是大家所熟知的潜热给设备后的一个结果。蒸汽加热工艺的案例当潜热被传递到产品后，蒸汽冷凝成水，这些水就是我们所说的“冷凝水”。潜热 Vs. 显热在用汽工厂中，潜热是指水转变成蒸汽所需要吸收的热量，也就是所知的潜热或蒸发热。通过吸收潜热，水转变成了蒸汽，通过释放潜热，蒸汽就会转变成高温的水（冷凝水）。当蒸汽冷凝时，只有相变变化，由于只是潜热损失了，所有的显热却还是被保留着的，因此冷凝水的温度和蒸汽是相同的。这种情况的冷凝水被称为“饱合水”。拒绝浪费，而是尽可能的回收和再利用这些显热就是冷凝水回收的最主要的原因。水变化的阶段（1 atm）固体，液体或气体的温度变化只表示显热的增加

38、和减少。如果是相变，如冰融化成水，水蒸发成蒸汽，则表示显热的增加和减少。什么是冷凝水回收？如果一个加热工艺需要1t/h的蒸汽，那意味着设备需要排出相应质量（1t/h）的冷凝水。从排放出的冷凝水中回收水资源和显热，这，就是冷凝水回收。回收冷凝水能显著降低能源的消耗，水处理和补水所需的花费。冷凝水回收的方式有很多种，例如：· 通过回收热的冷凝水到锅炉除氧器加热给水· 作为某些加热工艺系统的预热源· 通过闪蒸汽的回收· 为清洗设备或其他清洗工艺提供热水源回收冷凝水的好处回用高温冷凝水将节省能源和水资源方面的投资，同时帮助工厂改善工作环境，减少碳排放量。减少燃料

39、花费冷凝水所含的潜热相当于蒸汽总热量的10%到30%。使用更高温度的锅炉给水能最大化的提升锅炉产出，原因是锅炉需要使水汽化成蒸汽的热能减少了。效率回收热能后可使锅炉燃料节省约10到20%。降低水处理相关费用除去传输中所夹带的杂质后，冷凝水可以被用于锅炉给水，降低水成本和水处理费用。除此之外，部分地区还有排放冷凝水温度的要求，回收冷凝水后还可以节省为中和冷凝水温度而补充冷水而产生的费用。安全和环境的积极意义回收冷凝水在降低锅炉燃料的同时，还减少了CO2，NOx和SOx对空气的污染。除此之外，冷凝水回收管能有效的降低闪蒸汽排放到大气时产生的噪音，以及产生的水滩，优化工厂的工作环境。基于冷凝水回收的

40、量的多少，还会带来一些其他的好处，例如冷凝水质量高于原锅炉给水能降低锅炉排污量，减少对系统的腐蚀，并使整个系统中水质量变得稳定。冷凝水回收 Vs. 不回收不进行冷凝水回收如果不进行冷凝水回收，能量（显热），化学处理和水成本就被浪费了，燃料和与水相关的成本相应的也上升了。冷凝水回收回收冷凝水用于锅炉给水可以有效的减少原水补充和处理成本。能量节省也意味着节省了锅炉燃料成本。7-2回收冷凝水和何时该使用冷凝水泵冷凝水的传输和回收需要传输开始点和中止点（通常是冷凝水收集区或回收区）存在压力差。在某些工况下，疏水阀入口压力较高，能克服系统背压，但很多工艺中，压差并不明显，甚至有的背压要超过疏水阀入口压力

41、，这就需要冷凝水泵来将其回收。使用疏水阀入口压力当工况为正压差时，使用疏水阀入口压力作为驱动力来运送冷凝水到收集罐是十分容易的。这种回收方式花费最低，且在大多数情况下都是最可靠的。由于不需要特殊设备，管道非常容易配置，当条件允许时，请优先选择。下列两种情况可以使用疏水阀入口压力回收冷凝水：· 重力循环· 正压差提升循环重力循环由于重力的影响始终为正压差。只需要疏水阀和传输管道这样的基本设备就可以将冷凝水回收到常压系统和罐子中。使用疏水阀入口压力回收冷凝水如果疏水阀的前后是正压差的，冷凝水就可以通过一个非常简单，可靠且低成本的传输管道进行回收。提升循环在遵守工厂安全规范的情况

42、下，我们是允许疏水阀利用正压差来排放和回收冷凝水的。典型的例子就是安装在主管上的疏水阀，排放和回收冷凝水。随着垂直和水平管道的延长，系统的背压也会增大，一旦压差达到了负值，疏水阀入口压力就不能帮助冷凝水回收了，此时，我们就需要一台泵或泵阀来解决问题，如下所示。小贴士：当使用疏水阀的入口压力时，疏水阀必须确保满足入口压力克服系统背压和阀门压降情况时的冷凝水流量。使用泵来克服（回收管线）背压当系统背压可能超过阀前最低压力时，我们就需要一个泵系统来泵送冷凝水。系统背压可以通过总共3个方面来计算：· 疏水阀，泵或泵阀后的提升高度· 回水管线的压力管损· 终点处任何形式回收

43、罐的固有压力这些压力的总值就是冷凝水系统的总背压（TDH）。以下是一些需要泵来克服总背压较高工况的案例：· 一些高架收集罐产生的静水头背压· 输送距离增加而产生的管道摩擦· 收集罐或闪蒸罐的压力· 直接回收到锅炉的冷凝水电动离心式或涡轮式冷凝水回收泵当从疏水阀到收集点的为负压差时，一个普通的离心或涡轮冷凝水泵就可以帮助增加一次压力，使压差变成正值。泵可以使冷凝水的传输距离大幅增加。通常冷凝水会被先收集到一个罐子中，然后用电泵来回收。在使用离心或涡轮泵时需要考虑两点：泵入口/出口的可用静压力水头（NPSHA）和出口的系统总背压（TDH）。如果要使离心或涡轮

44、泵正常运行，泵需要的静压力水头（NPSHR）必须小于或等于NPSHA，总排放压力（TDP）必须满足流体克服现有的TDH。这些关键点解决之后，我们就能使用电泵来回收冷凝水了，电泵能提供足够的压力，甚至可以直接将冷凝水回收到锅炉中。当然，还有一些潜在的问题，例如泵置放地点的电源，电力的费用和许用值也需要考虑。除此之外，离心或涡轮泵还面临一个严重的问题气蚀。气蚀气蚀是由于高速旋转的叶轮上形成蒸汽气泡而引起的，当流体温度高于 80°C 177°F ，马达转速较高且NPSHA低于NPSHR时最容易发生。气蚀可能导致叶轮损坏，使泵失效。为了在避免气蚀的同时又泵送高温的冷凝水，就必须要增

45、加NPSHA。其中一个解决方案是安装一个高位的收集罐（或收集水头），比泵的NPSHR值高出3到5米（在设备背压允许范围内）。另外一个方法是在设计压力和温度允许的条件下，使用蒸汽增加罐内的压力。我们也可以使用专业防气蚀的离心泵，这个我们之后会讲到。离心式冷凝水回收泵我们可以用离心泵来将冷凝水泵送到一个远处的回收罐内。当然，前提是我们要求足够的电力和相应的电气设备，以及满足要求的NPSHA和TDP。无需电力，依靠蒸汽/空气驱动的机械式回收泵机械式回收泵，也被称为二次压力排放设备（SPD）就是为无法使用电泵的工况而设计的。而且之前所提到的问题，如气蚀，机械泵能大幅减少，甚至避免。机械泵引入正压差压力

46、源泵水，而不是用叶轮，所以不存在气蚀问题。除此之外，它们的本体和背压压差无关，因此TDH也不会对选型起太大的影响。由于不需要任何电力，机械泵非常适合防爆要求的区域或工厂的偏僻角落。近年来，机械泵的形式和排量都大幅增加了，使用机械泵来作为冷凝水回收装置也越来越受到欢迎。使用机械泵来回收冷凝水使用机械泵将冷凝水泵送到较远处的回收罐中。这个方案不需要电力，只需要一个能提供二次驱动压力的流体，例如蒸汽。使用特殊的防气蚀离心冷凝水回收泵为了回收高温的冷凝水而开发的防气蚀离心泵。这些泵会在入口增加一个喷射嘴，解决旋转叶轮上静压下降的问题。喷嘴通过将高温的冷凝水注入到离心泵中来克服压降的问题，即使NPSHA

47、仅有1m，也可防止气蚀的产生。由于要求的水头较低，这些泵可以节省很大部分的安装空间和费用，并消除设置高位或压力容器引起的设备后高背压。在本质上，它们就如同传统意义上的水泵。带喷嘴的高压离心泵在直接回收高温冷凝水到锅炉的应用中非常普遍。使用特殊的冷凝水回收泵来回收冷凝水使用特殊的冷凝水回收泵来泵送冷凝水到较远处的回收罐中。这个方案需要电力。7-3冷凝水回收：开放式系统 Vs 封闭式系统我们可以选择将冷凝水回收到一个开放式的罐内，也可以回收到压力容器或锅炉中，这就是开放式和封闭式冷凝水回收系统的区别。开放式冷凝水回收 Vs. 封闭式冷凝水回收在开放式冷凝水回收系统中，会使用疏水阀入口压力或冷凝水泵

48、将冷凝水回收到一个开放到大气的收集罐内，用于锅炉补水，预热或其他热水工艺。封闭式冷凝水回收系统是保持回收的冷凝水高于常压的一种回收方式。带压的冷凝水大多都是直接作为锅炉的补水。由于产生的任何闪蒸或生蒸汽都是带压的，因此可以直接回用于类似废热锅炉（热交换）和级联系统。除了压力，开放式和封闭式回收系统最主要的区别是冷凝水的回收温度。在开放式系统中，由于冷凝水是直接排放到大气中的，冷凝水最高的温度也会因为闪蒸和回收管道的热损失而低于100°C。在封闭式系统中，回收的冷凝水温度可以很高。举例来说，当蒸汽压力是10 barg，冷凝水如果直接回收到除氧器，或类似可容纳高温高压流体的系统中，冷凝水

49、的温度能达到184°C。小贴士：开放式系统不仅限于使用疏水阀的入口压力。即使背压很大，冷凝水设备，如疏水阀/泵也可以和设备本身保持平衡。当设备压力平衡时，无论是无论设备压力是正压或真空，冷凝水都可以通过重力排出。选择开放式系统或封闭式系统在选择冷凝水回收系统之前，需要仔细的考量每个系统的得与失和它们的经济性，包含以下几个因素：· 背压的敏感性· 很多用汽设备的经济性和合理性会受到背压的影响· 需要一个回收闪蒸的系统使用疏水阀入口压力和冷凝水回收的区别，请参考：回收冷凝水和何时该使用冷凝水泵开放/封闭系统的典型应用范围由于开放式系统通常成本较低，设计和安装也较为便捷，如果封闭式回收系统的投资回报比较低的话，可考虑使用开放式系统，蒸汽压力较低的系统尤为常见。开放式回收系统的优点和缺点由于配置非常简单，开放式回收系统通常需要只需要很低的初期投资。当闪蒸汽和