《蒸汽疏水阀》课件

蒸汽系统疏水设备蒸汽系统疏水设备1一、蒸汽与蒸汽疏水阀1、蒸汽知识：在蒸汽输送设备和蒸汽使用设备上，当蒸汽使用后会产生凝结水。疏水阀是将这些凝结水自动排除的阀门，因而它与蒸汽设备和蒸汽有密切关系。蒸汽就是把锅炉中的水，通过加热而产生的一种透明气体，在一定压力下，必须用足够能量才能把水温升到沸点之后再增加的能量只能把水转化为蒸汽，并不能提高水温。蒸汽是一种高效、易控制的加热介质。它常用于将能量从一个集中点（锅炉生产蒸汽）输送到工厂的各个地方，去加热空气、水或工艺介质（蒸汽输送）；随后，送至蒸汽使用装置的蒸汽，其潜热被用来进行加热（蒸汽热利用），放出潜热后则成为凝结水（也称为回水），并一、蒸汽与蒸汽疏水阀1、蒸汽知识：2有效的利用凝结水所具有的显热和凝结水本身，要对凝结水进行回收，并送往锅炉等装置。我们知道物体一般式以固态、液态、气态三种状态而存在，水通常为液态状态；给谁加热会变成气态的蒸汽；反之带走热就会变成固态的冰。使得水从融点（即冰点）加热至沸点，所吸收的热量称为“显热”。这种热量可以用温度计来测量，且所加热的物体没有状态的改变。把沸水变成蒸汽所需要的热叫“潜热”；物体吸收这种热量后状态发生了改变。有效的利用凝结水所具有的显热和凝结水本身，要对凝结水进行回收32、蒸汽概念：①表压：指压力表上所显示的压力，是以大气压为基准测量所得的压力，以MPa为单位的压力。②绝对压力：以绝对真空为基准测量出来的压力，以MPa为单位的压力。绝对压力=表压+一个大气压（约等于0.1013MPa）③饱和蒸汽压：指在一定压力下与水的沸点温度相对应的纯蒸汽。也就是说达到饱和温度的水如果进一步加热，水的温度不会增加，而只是不断蒸发，知道全部蒸发完为止；这样产生的蒸汽，称为“饱和蒸汽”。④潜热（蒸发热）：指把1kg沸水转化成1kg蒸汽所需要的热量（用KJ来表示）。该热量与1kg蒸汽经凝结变成1kg水时所释放的热量相等（物质的状态的发生改变）。2、蒸汽概念：4⑤显热：使水从融点（即冰点）加热至沸点，所吸收的热量称为“显热”。这种热量可以用温度计来测量，所加热的物体没有状态的改变。⑥蒸汽总热：指饱和水的热量（显热）与潜热之和，用kJ/kg表示。3、蒸汽作为热载体而被使用的理由：蒸汽或水作为加热的热载体而被广泛使用过的理由，是因为它们的物理、化学性能非常好，且具有经济性。

蒸汽的物理性质：①常温下是液体（水），加热后容易变成气体（蒸汽）②比热容打，蒸发热（潜热）也大③传热特性好，凝结后（有蒸汽转变成凝结水后）的体积显著减少④随压力升高，温度也升高⑤显热：使水从融点（即冰点）加热至沸点，所吸收的热5蒸汽的化学性质：①无腐蚀性，对人体无害②化学性质稳定，不会有着火的危险蒸汽的其它性质：蒸汽的热能转换为动力后，排放的蒸汽仍可作为加热源使用；蒸汽从比较高的温度到比较低的温度，可以多次梯级使用。4、闪蒸蒸汽（二次闪蒸）当一定压力下的热凝结水或锅炉水被降压，部分水分会二次蒸发，所得到的蒸汽即为闪蒸蒸汽。当水在大气压力下被加热时，100℃是该压力下液体水所能允许的最高温度。再加热也不能提高水温，而只能将水转化为蒸汽。然而，如果在一定压力下加热水，那么水蒸汽的化学性质：6的沸点就要比100℃高，所以就要求有更多的显热。压力\越高，水的沸点就高，热含量亦越高。压力降低，部分显热释放出来，这部分超量热就会以潜热的形式被吸收，引起部分水被“闪蒸”成蒸汽。5、蒸汽疏水阀与节能的关系在近代工业的发展中，由于人类过度追求经济增长速度而忽略环境和能源的重要性，地球正超负荷地承载着各种工业对能源的消耗，节能和环保问题得到了大家的重视和关注，节能减排作为一项国策被提到了相当的高度。蒸汽作为现代工业的“血液”，随着工业的发展，蒸汽工业的发展速度也越来越快。蒸汽与其它可替换的同类系统相比，以其购置成本低、安装、运行、维修费也更低的优势在各行各业中得到了广泛的应用。的沸点就要比100℃高，所以就要求有更多的显热。压力\7在蒸汽使用设备上，由于蒸汽的潜热被释放而凝结成水，即凝结水，凝结水是蒸汽系统传热的副产物。它是蒸汽输送过程中由于不可避免的散热形成的，或在加热设备和工艺设备中由于蒸汽向被加热物质传热后降温形成的。一旦蒸汽凝结，有价值的潜热被释放，热凝结水就必须被立即排除掉。尽管1kg凝结水中得到的热，比起1kg蒸汽里的热要少的多，但凝结水还是有较高利用价值的热水，应该把它送回锅炉。凝结水被蒸汽疏水阀自动地与蒸汽分开，并排除到设备之外。这种疏水阀可以说是一种自动阀门，也是一种节能装置。由于人们普遍认为蒸汽疏水阀与蒸汽使用装置相比，其价值是微不足道的，所以多数人对蒸汽疏水阀所起的节能作用没有正确认识。①蒸汽疏水阀节能的第一个作用是迅速排出蒸汽使用装置在蒸汽使用设备上，由于蒸汽的潜热被释放而凝结成水，8内产程的凝结水，使蒸汽使用装置的加热效率保持在最高状态；是装置内的凝结水不形成滞留，最大程度地确保装置内的蒸汽空间，这样可经常保持最高的加热效率。②第二个作用是迅速排出开始时装置内的空气和低温凝结水，从而缩短预热运转时间。③第三个作用是降低蒸汽疏水阀自身的蒸汽消费量。所谓蒸汽疏水阀自身的蒸汽消费量，一般式指蒸汽泄漏量而言，是疏水阀所需要的蒸汽量和散热损失量之和。总而言之，所谓蒸汽疏水阀就是依靠某种方法，自动操作，准确的判断出正气和水，同时进行开、闭动作的阀门。蒸汽疏水阀排放凝结水最基本的原理就是利用蒸汽和水的密度差和温度差来实现疏水的目的。但其工作原理也是多种多样的。根据其动作原理的不同，分类列表如下：内产程的凝结水，使蒸汽使用装置的加热效率保持在最高9蒸汽疏水阀的分类代表产品机械型浮球式机械型也称浮子型，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。吊桶式热静力型双金属式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。波纹管式恒温式热动力型孔板式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。热动力（圆盘式）蒸汽疏水阀的分类代表产品机械型浮球式机械型也称浮子型10所谓蒸汽疏水阀节能就是“节约蒸汽”。节约蒸汽不仅对国家很重要，对企业提高生产效率和降低成本都是非常重要的。与蒸汽疏水阀有关的节能措施主要有以下三点：①不能发生泄漏蒸汽的现象②不能产生堵塞或类似的现象③回收凝结水并能循环使用也就是说，对于各种蒸汽使用设备要选择最合适的形式和适当容量的蒸汽疏水阀，同时要正确安装合理使用，实实在在地进行维护保养，这就是节能的根本所在。6、凝结水必须排放的必要性疏水阀必须排除凝结水，否则它会降低传热效率并产生水击。疏水阀还应能排除空气和其它非凝结气体，因为它们会降低蒸汽温度，阻断系统，降低传热效率，还会加剧破坏性的腐蚀。所谓蒸汽疏水阀节能就是“节约蒸汽”。节约蒸汽不仅对11①供汽系统需要排放凝结水在蒸汽管线底部的凝结水是引起水击的原因之一。以40m/s的速度在管道中传输的蒸汽，与管线底部的凝结水相遇会产生“水波”。如果形成足够的凝结水量，高速流动的蒸汽就会推着凝结水一起走，产生一个危险的水头，并且在与其前方的液体滚动中越来越大，它可以破坏任何改变气流方向的管件、调节阀、三通、弯头等。除了这种“水击”外，高速流动的凝结水冲凿金属表面，也能侵蚀各种管件。②传热设备需要排放凝结水很明显，传热设备中占据加热空间的凝结水会减少设备的有效换热尺寸和加热能力。它应该被迅速排除掉，使系统中充满蒸汽。蒸汽的凝结会形成一层水膜，附着在换热管的内表面，不能变成液体的非凝结气体靠自身重力流①供汽系统需要排放凝结水12动，它们形成一层薄膜与脏物、水垢一起附着在换热管表面，称为传热的潜在障碍。③需要排除空气和二氧化碳气体设备开车及锅炉给水时总会有空气存在，给水中还可能有能释放二氧化碳气体的溶解碳酸盐。蒸汽流把这些影响传热的气体推到换热管壁上。由于这些气体必须和凝结水一起排掉，而加剧了凝结水的排放困难。⑴空气对蒸汽温度的影响当空气和其它气体进入蒸汽系统时，它们占据了一些本应留给蒸汽的空间，使得空气/蒸汽混合气体的温度下降到纯蒸汽温度之下。⑵空气对传热的影响流向换热器表面的蒸汽流，一般都夹带着空气和其它汽提。这些气体既不能凝结，也不能靠重力排除掉。这种非动，它们形成一层薄膜与脏物、水垢一起附着在换热管表13凝结气体在蒸汽和换热器表面形成了一个障碍层。有绝好隔热特性的空气使传热效率降低。在某种条件下，只要有0.5%体积的空气混到蒸汽里，就会使传热效率降低一半。⑶腐蚀引起结垢和腐蚀的两个主要原因是二氧化碳气体和氧气。以碳酸盐溶解于锅炉给水中的二氧化碳气体进入系统，它一旦与冷的凝结水混合就会生成碳酸。有较强腐蚀性的碳酸，能够腐蚀穿管道和换热器。补水中加剧了碳酸的作用，加快了腐蚀速度，使钢铁表面变得凹凸不平。7、蒸汽疏水阀的选型与订购蒸汽疏水阀在选择时一般应具备的条件为：⑴能准确无误地排除凝结水，不泄漏蒸汽；⑵具有排除空气的能力；凝结气体在蒸汽和换热器表面形成了一个障碍层。有绝好14⑶能提高蒸汽利用率；⑷耐用性能良好；⑸背压容许范围大；⑹容易维修任何形式和种类的蒸汽疏水阀都不是万能的。为了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，以及设备的配套安装情况；要使用蒸汽疏水阀与这些情况相适应，在产品选型时应注意以下条件：⑴蒸汽疏水阀的形式（工作特性）⑵蒸汽疏水阀的容量（排放量）⑶蒸汽疏水阀的最高使用（工作）压力⑷蒸汽疏水阀的最高使用（工作）温度⑸常态下蒸汽疏水阀的进口压力⑶能提高蒸汽利用率；15⑹常态下蒸汽疏水阀的出口压力（背压）⑺蒸汽疏水阀阀体的材料⑻蒸汽疏水阀的连接管径（配管尺寸）⑼蒸汽疏水阀的进出口连接方式在一些基本条件确定后，我们只需知道以下几点，便可以选择出具体的疏水阀型号⑴凝结水负荷，kg/h⑵选用的安全系数⑶疏水阀进、出口的压差⑷最大允许压力，MPa1）凝结水负荷所谓蒸汽疏水阀的凝结水负荷，也就是凝结水的排放能力，一般以一小时的最大排放量kg/h或t/h来表示，也可称为最大排水能力。⑹常态下蒸汽疏水阀的出口压力（背压）16即使选用的形式是最适合蒸汽使用设备的蒸汽疏水阀，如果排水量不足，设备就不能充分运转，设备的效率也不能提高。若排水量过大也是不经济的。因此，蒸汽疏水阀的排水量必须符合蒸汽使用设备的容量（使用设备的蒸汽消耗量，换而言之即使凝结水的产生量）。一般情况下，我们通过以下三种方式来确定蒸汽疏水阀的凝结水负荷：①疏水阀前端的蒸汽使用设备或装置，其容量（蒸汽消耗量）都会由生产厂标明的。例如生产厂标明：“热交换器的容量（最大蒸汽流量）为5t/h”时，我们即可判断该设备的蒸汽消耗量为：凝结水产生量（蒸汽凝结量）=蒸汽消耗量（kg/h）②通过计算求出凝结水产生量，用户可根据蒸汽使用设备的具体情况，选择适合的公式。即使选用的形式是最适合蒸汽使用设备的蒸汽疏水阀，17③通过实测求出凝结水产生量，在许多场合下，实测比利用公式计算更好。2）安全系数在进行疏水阀选型时，还需考虑疏水阀的安全系数（安全率），所谓“安全率”是指在确定蒸汽疏水阀容量时，蒸汽使用设备实际的凝结水量与所标出的容量有误差时也能确保疏水阀正常工作而估计的安全系数。一般为2~3，下表列出了几种常用用汽设备的安全率。③通过实测求出凝结水产生量，在许多场合下，实测比利18各种设备的蒸汽疏水阀选用安全率推荐表设备名称安全率设备名称安全率设备名称安全率盘管加热器2染色槽2加压加热器3调理用釜2胶合塑性机3压力容器3蒸汽分离器3空气强制冷却器、加热器5加热管3密闭给水加热器2筒式干燥器5、8、10二次蒸汽罐3各种设备的蒸汽疏水阀选用安全率推荐表设备名称安全率设备19为什么在选择蒸汽疏水阀时要有安全率呢？这是因为：蒸汽疏水阀的容量时指连续排放凝结水时的排放量，而几乎所有的蒸汽疏水阀在实际工作时都是间断排放的。蒸汽使用设备的容量是指设备在正常运转时的凝结水产生量，而在设备启动初期，凝结水的产生量要比正常运转时的大得多。3）疏水阀的压差所谓疏水阀的“压差”如下图所示，是指蒸汽疏水阀进口压力（P1）与出口压力（P2）之差。疏水阀必须能在这种压差下打开（工作）。为什么在选择蒸汽疏水阀时要有安全率呢？这是因为：20《蒸汽疏水阀》课件21我们所说的“进口压力”，是指蒸汽疏水阀进口端的压力，也就是图示P1，而不是指通往蒸汽使用设备的进口压力，一说到进口（入口）压力，往往会将两者混淆，其实由于蒸汽使用设备内的各种阻力和散热，使部分蒸汽变为凝结水，所以压力P1肯定小于蒸汽使用设备前端的蒸汽压力。在进行疏水阀选型时，假如我们知道蒸汽的进口压力，有知道疏水阀的出口压力（背压），就可计算出疏水阀的压差，利用压差可以从疏水阀的排量图中查出疏水阀在此条件下的实际排水量是否符合设计要求，从而进一步的确定疏水阀的型号；提示：我们知道当疏水阀的出口压力（背压）越高时，蒸汽疏水阀的动作（工作）压差（P1-P2）就越低，则凝结水的排放量也就越少。当背压超过一定限度，动作压差我们所说的“进口压力”，是指蒸汽疏水阀进口端的压22太小的时候，某些类型的蒸汽疏水阀就会产生不同程度的不能关闭的喷放现象。这样就使蒸汽疏水阀失去了功能。当背压为真空时，蒸汽疏水阀的动作（工作）压差为P1+P2。当疏水阀的出口压力（背压）大于进口（入口）压力时，将导致疏水阀不能正常工作，在这种场合应选择泵式疏水阀来完成疏水。4）、最大允许压力是指在给定温度下疏水阀壳体能够持续承受的最高压力。这个压力可以使系统个最大压力，也可以使设计压力：在进行疏水阀产品设计时，最大允许压力与所选疏水阀壳体的材质有关。蒸汽疏水阀的使用场合：蒸汽疏水阀是排除蒸汽管网系统中蒸汽输送管和蒸汽使用装置中的凝结水的自动阀门，下面就蒸汽疏水阀的适用太小的时候，某些类型的蒸汽疏水阀就会产生不同程度的23场合（目的）说明一下。⑴用于蒸汽输送管蒸汽输送管中凝结水产生的情况：①通汽时把蒸汽输送管加热至蒸汽温度时所产生的凝结水。②正常运转时，因蒸汽输送管向大气散热而产生的凝结水。③由于来自锅炉的蒸汽中携带的凝结水，流入蒸汽输送管中。关于蒸汽输送管无论是刚开始通汽还是正常运转时所产生的凝结水，可以查阅相关“凝结水量的计算与疏水阀配管”的资料。通常在蒸汽输送管上每隔30~50米要安装1个蒸汽疏水阀，疏水阀的排水能力要求为每小时排水70~120kg。假设蒸汽输送管内的凝结水不能及时的排除，将产水击、腐蚀、侵蚀等现象，在冬季，为防止冻凝事故，排除凝结水也很重要。场合（目的）说明一下。24使用蒸汽的设备从停机状态进入给汽状态时，蒸汽配管系统中很容易产生水击现象。在设备运行中，关闭的自动调节阀再次开始供汽时也容易产生水击现象，如果配管中途有弯曲和凹处的话，也容易产生水击。所谓水击就是在配管中发生像锤子敲打管道一样发出声音的现象。当蒸汽与比蒸汽温度低的凝结水相遇时，会产生另一种水击，叫做热冲击。蒸汽所占的体积比凝结水要大的多，当蒸汽体积突然减小，会向整个系统放出冲击波。这种水击的形成，将会损坏设备，并说明系统中的凝结水没有排除掉。其原理如下：①由于管道下垂，管底容易积蓄凝结水。②凝结水逐渐增多，受高速蒸汽的推动形成流动的波峰也逐渐增高。③最终凝结水形成活塞状而充满管道，并在高速蒸汽的推使用蒸汽的设备从停机状态进入给汽状态时，蒸汽配管25动下，其流动速度增大。④当水柱达到管道的转弯处或阀门处，就会对其产生激烈的冲击，同时给配管系统带来振动，并发出噪声。这样管道连接处就会产生松动，发生泄漏现象，甚至有时会给阀门、配管、装置带来损伤。为防止水击，应注意以下几点：①供汽时应慢慢得开供汽阀。②蒸汽输送管的中途及末端的阀门应全开。特别是在立管的前面必须安装阀门，并处于全开状态。③在管线的弯曲处和凹处应设置蒸汽疏水阀。④装置出口处的旁通阀应开启。⑤蒸汽支管向主蒸汽管取汽时，原则上蒸汽支管应设置在主蒸汽管的上部搭接。综上所述，排除蒸汽输送管里的凝结水，对于保证供给用动下，其流动速度增大。26汽装置以干饱和蒸汽，以及对于蒸汽输送管的维修保养都极为重要。汽装置以干饱和蒸汽，以及对于蒸汽输送管的维修保养都极为重要。27⑵用于蒸汽使用装置对于蒸汽使用装置，凝结水的排除问题更加重要，蒸汽使用装置的主要目的是把蒸汽所具有的热量传给被加热物，从而进行加热。为此，在蒸汽使用装置的蒸汽容器里只有完全充满蒸汽时才能发挥最大的热输出能力。因此，万一造成蒸汽容器产生凝结水滞留的状态，将减少有效传热面积而降低输出能力，势必影响被加热物供给必要的热量。从而产生不合格的产品，给生产带来重大的损失。为了使蒸汽使用装置保持最高的热输出能力，必须迅速排除装置内产生的凝结水，已确保蒸汽容器内经常充满蒸汽的状态，因此需要使用蒸汽疏水阀，蒸汽使用设备在安装疏水阀时，其安装原则是：一台设备安装一个蒸汽疏水阀。这种方式称为“单元疏水系统”，这种安装方式原则上规定，排水点应选在蒸汽容器的最底部，蒸汽疏水阀应⑵用于蒸汽使用装置28安装在比排水点还低的位置，并与旁通管配套组装，且两者都安装在同一水平面上。蒸汽伴热线（主蒸汽管疏水）：在大多数伴热应用及主蒸汽管的疏水中，流进疏水阀的凝结水量比较少，较小的疏水阀就能满足要求。工艺设备（装置）：不同的使用要求（包括压力稳定或变压）应使用不同类型的疏水阀，安全系数的选用则取决于用汽设备的类型及蒸汽压力。各种蒸汽疏水阀的特点：《蒸汽疏水阀》课件29序号特点倒置桶型浮球型杠杆浮球型双金属型圆盘型1工作方式间断连续连续间断间断2节能情况优秀良好良好一般不好3耐磨损优秀良好良好优秀不好4耐腐蚀优秀良好良好优秀不好5耐水击优秀不好不好优秀优秀6排除空气和CO2能力可以不可以不可以不可以不可以7背压下工作优秀优秀优秀一般一般8对凝结水的反应立即立即立即延迟延迟9处理污物能力优秀不好不好一般不好10动作检查容易较难较难较难容易11蒸汽损失难容易容易难易12安装方式水平或垂直水平或垂直水平或垂直任意方向任意方向13凝结水显热利用否否否可否序号特点倒置浮球型杠杆双金属型圆盘型1工作方式间断连续连续间30说明：在上报疏水阀需求计划时，必须给出连接口径与连接方式，如果是法兰连接，需给出详细的法兰类型及标准，否则生产厂一般按GB/T标准制造：法兰密封面形式：PN≤4.0MPa，RF（凸面）面加工；PN≥6.3MPa，F（凹面）面加工；给出可能遇到的最大工作压力或设计压力，指出所需阀体材质。8、国内蒸汽疏水阀的型号编制方法国内蒸汽疏水阀的型号编制方法采用CVA2.4-84《阀门型号编制方法》，它包括阀门的型号编制和阀门的命名。该标准规定阀门型号由阀门类型代号、连接形式代号、结构形式代号、密封面材料代号、公称压力代号和阀体材质代号组成。举例如下：说明：在上报疏水阀需求计划时，必须给出连接口径与31CS17H-16C型号中：C：采用国际标准代号；S：疏水阀类型代号，用汉语拼音字母表示；1：连接形式代号，用数字表示（1-内螺纹、2-外螺纹、4-法兰、6-焊接、7-对夹、8-卡箍、9-卡套）；7：结构形式代号（1-浮球式疏水阀、2-孔板式疏水阀、3-浮桶式疏水阀、4-液体或固体膨胀式疏水阀、5-钟型浮子式疏水阀、6-蒸汽压力式疏水阀、7-双金属片式疏水阀、8-脉冲式疏水阀、9-圆盘式疏水阀）；H：密封面材料代号（T-铜合金、Y-硬质合金、B-锡基轴承合金、H-Cr13系列不锈钢、D-渗氮钢、F-氟塑料、N-尼龙塑料、X-橡胶）；16：公称压力数值，单位为kgf/cm2；C：阀体材料代号，用汉语拼音字母表示（Z-灰铁、K-可CS17H-16C型号中：32锻铸铁、Q-球墨铸铁、C-碳素钢、V-铬钼钒钢、I-铬钼钢、P-不锈钢等）；说明：在实际工作中，有些人简单的认为疏水阀的连接（法兰）口径越大，输水量（排水量）也就越大，这是将蒸汽疏水阀与通用阀门混为一谈，疏水阀的排水量其实与疏水阀内部的阀座孔有关，排水量的大小决定于阀座孔的大小，排水量的大小与阀座孔的直径的平方成正比关系，而与疏水阀的连接（法兰）尺寸没有关系。凝结水量的计算与蒸汽疏水阀的配管蒸汽使用设备凝结水量的计算A、蒸汽输送管凝结水量计算方法1、启动蒸汽输送管凝结水量的计算方法：锻铸铁、Q-球墨铸铁、C-碳素钢、V-铬钼钒钢、I-铬钼钢、33W─每1米管道的平均凝结水量（kg/m）Pw─每1米管道的平均重量（kg/m）Cp─管道材料的比热容（J/kg.k）Ts─蒸汽温度（K）To─大气温度（K）γ─蒸汽潜热（J/kg）2、正常运行时蒸汽输送管凝结水量的计算方法：W─每1米管道的平均凝结水量（kg/m）34W─蒸汽输送管每小时凝结水量（kg/h）Q─蒸汽管道单位长度1小时的散热量（W/m）h1─操作压力下过热蒸汽的焓或饱和水蒸气的比焓（J/kg）h2─操作压力下饱和水的比焓（J/kg）L─管道长度（m）Ts─蒸汽温度（k）To─大气温度（k）γ─热阻（m.k/w）λ─保温材料的热传导系数：热导率（W/m.k）D1─蒸汽输送管外径（m）D2─保温材料外径（m）D3─护套外径（m）a─护套材料表面与大气之间的对流及辐射热传导系数（W/m2.k）：W─蒸汽输送管每小时凝结水量（kg/h）35B、蒸汽使用装置凝结水量计算方法Wp─加热装置所需要蒸汽量（凝结水量）（kg/h）C─被加热介质的比热容（J/kg.k）t1─加热前被加热介质的温度（k）t2─加热后被加热介质的温度（k）γ─使用蒸汽操作压力的蒸汽潜热（J/kg）G─被加热介质的重量（kg）h─加热过程所需要时间（h）

主要蒸汽使用设施凝结水量的估算B、蒸汽使用装置凝结水量计算方法Wp─加热装置所需要蒸汽量36设施名称凝结水蒸汽伴热管道2~50kg/h保温制品配管（DN50~400），每50米蒸汽主管启动时最大100kg/h，保温（DN10~250mm）运行时最大50kg/h，长25~50m加热水、溶液2kg/h，每1m3液体温度上升1℃油1kg/h，每1m3液体温度上升1℃空气0.6kg/h，每1000m3温度上升1℃铁、钢0.2kg/h，每1t温度上升1℃非铁金属铝0.4kg/h，每1t温度上升1℃多级压缩10~30kg/h，每1m2加热面积温度上升1℃加热盘管油、水0.1~0.6kg/h，每1m2加热面积温度上升1℃空气加热器0.05kg/h，每1m2加热面空气与蒸汽平均温差1℃散热器2kg/h，每1m2加热面干燥装置100%启动初期的水分1kg/h，相当于干燥1kg物质50%启动初期的水分0.5kg/h，相当于干燥1kg物质设施名称凝结水蒸汽伴热管道2~50kg/h保温制品配管37蒸汽使用设备蒸汽压力（MPa）凝结水产生量（kg/h）公称直径DN口径（英寸）＜10＜300151/2300~600203/46003000401.1/23000以上

60~1002~410~20＜300203/4300~600251600~1500401.1/21500~3000502蒸汽使用设备蒸汽压力（MPa）凝结水产生量（kg/h）公38蒸汽疏水阀的管道安装1、蒸汽疏水阀配管安装的注意事项：在蒸汽输送管和蒸汽使用设备上安装蒸汽疏水阀时，要按照各种机器和装置的结构特点及使用目的选用最恰当的疏水阀型式、容量及配管尺寸。但即便是做到了这些，如果安装使用不当，往往还会因空气气堵和蒸汽汽锁而引起不能动作或连续排放、泄漏蒸汽、空打等故障，并且还会导致蒸汽疏水阀产生水击和冻裂等故障和损坏。我们日常使用的蒸汽疏水阀产生动作不良的原因，有疏水阀自身的质量问题。也有疏水阀选用不当的原因，然而大部分原因是配管安装不当引起的。由于动作不良引起的蒸汽浪费和生产效率降低的损失则是难以估算的。蒸汽疏水阀是排除蒸汽系统内产生的凝结水的一种流体装置，所以在安装配管时，如果不充分了解流体对象蒸汽蒸汽疏水阀的管道安装39和凝结水的特性，就会导致各种不良后果。我们知道疏水阀内的流体是汽水两相混合物，一般情况下，两者经常处于分离状态（见图示），由于两者所拥有的热量和流动速率大不相同，且蒸汽放热之后会变成凝结水，使得压力和凝结水的特性，就会导致各种不良后果。我们知道疏水40骤然降低。此外，处于高温高压下的凝结水进入某一低压区域时，会发生急剧的再蒸发。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，互相作用，就会使原有凝结水排除发生困难，有的出现漏汽，有的产生猛烈的水击。这些故障会使生产效率显著降低，同时在能源上也是重大损失。蒸汽疏水阀的安装位置，原则上应安装在各种使用设备（蒸汽容器）最低点的下方。在管线设计时应正确确定排水点的位置，使凝结水能自然地、顺利地流入疏水阀（或自然流下），并能顺利排出疏水阀，这是相当重要的，也就是说一定要能是凝结水靠自重自然流入阀内，若果违背了这一原则，必然会引起空气气堵和蒸汽汽锁现象。蒸汽疏水阀在管线上安装时还要注意疏水阀的流向（疏水阀的阀体上有箭头标志），再进行安装，在安装中。骤然降低。此外，处于高温高压下的凝结水进入某一低压41机械型疏水阀阀体必须水平安装，双金属疏水阀原则上要求水平安装，但也可在垂直方向安装，圆盘式疏水阀可以任意方向安装。不论在任何情况下，安装使用蒸汽疏水阀的一般原则是要与旁通管配合使用，并且还要求疏水阀的安装位置必须便于检修、解体和更换。2、蒸汽输送管上蒸汽疏水阀的安装①蒸汽输送管的设置蒸汽输送管的设置目的是从锅炉向各蒸汽使用设备内安全地（防止水击事故）输送优质的蒸汽（干饱和蒸汽）。蒸汽在输送过程中不可避免地会产生冷凝水，这些冷凝水如果不被排除，将积聚在管道内，会导致冲蚀、水击现象等问题的发生。蒸汽输送系统由三个主要部分组成，它们分别是锅炉机械型疏水阀阀体必须水平安装，双金属疏水阀原则上要42分汽缸、蒸汽主管和支管。其中每一个组成部分，都用于满足系统的一个要求，并与蒸汽汽水分离器、蒸汽疏水阀一起组成了一个完整、有效的蒸汽输配系统。②蒸汽主管蒸汽输送管设置的基本原则是沿蒸汽的流向要有1/200~1/300的向下倾斜的坡度。可以使凝结水和蒸汽同向流动，既易于防止水击，又便于排除凝结水。如果安装配管的蒸汽和凝结水的流向相反，就会发生故障。故障（水击）主要发生在弯曲点，这是很危险的。所以在配管途中形成的弯曲和凹处。万一因设置地点和环境所限，无法避免形成滞留点和凹处时，该处应设置蒸汽疏水阀。蒸汽疏水阀最常用的一个场合就是蒸汽主管疏水。为了让使用蒸汽的设备能够正常运行，主管线需要保持无空分汽缸、蒸汽主管和支管。其中每一个组成部分，都用于43气、无凝结水。蒸汽主管上的疏水阀如果选择不当的话，会引起水击及凝结水中夹带的污物可能损坏控制阀及其它设备。蒸汽主管上疏水时，必须选择合适的疏水阀，且要正确选择疏水阀的安全系数，根据一般经验在锅炉和蒸汽主管末端之间的疏水点（排水点）安装疏水阀时，疏水阀的安全系数选2倍，安装在主管的末端，或部分时间关闭的减压阀和切断阀前的疏水阀的安全系数为3倍。为了防止水击和供应优质的蒸汽，从蒸汽主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的上部（见图示）。在蒸汽输送管的排水点上设置疏水阀，传统的连接方法是在150mm的蒸汽主管底部开设15mm的排水孔（假设），连接排水管并安装蒸汽疏水阀，但这样几乎不能彻气、无凝结水。蒸汽主管上的疏水阀如果选择不当的话，44底排除凝结水，乃会产生水击。使输送的蒸汽质量低劣，含有较多的水分。下图是一般常见的排水管安装方法，这种方法会使凝结水在蒸汽速度的推动下越过排水孔，只能排除少量的凝结水，这种排水管安装方法的错误是有代表性的，应当引起注意。底排除凝结水，乃会产生水击。使输送的蒸汽质量低劣，45正确的安装方法要向下图6、7那样，在蒸汽输送管的横管和竖管上安装一个同口径的三通接头，把这里作为“储水室”，使凝结水易于流入这样截面积较大的排水点（穴）里。在这种凝结水储存接头的下部连接排水管，然后再安装蒸汽疏水阀。蒸汽管末端排水管的连接方法，往往我们会在横管末端的中心连接排水管，如下图a、b所示。这样，在蒸汽的下部经常有滞留的凝结水，从而产生水击蒸汽汽锁等危害，因此，必须如下图c、d、e所示，在横向主蒸汽管的最下部连接排水管。并且为了防止空气气堵，必须在蒸汽输水管的末端安装手动或自动空气排放阀（排空阀）。在大部分疏水阀的安装图中，为了使说的问题简明易懂，都特意将旁通阀（疏水阀旁通管）省去了，而实际上，在安装疏水阀时必须安装旁通管，便于疏水阀检修。正确的安装方法要向下图6、7那样，在蒸汽输送管的横管46《蒸汽疏水阀》课件47《蒸汽疏水阀》课件48③分支管道分支管道通常比主管短的多，一般来说，如果分支管道不超过10米长，要确保管道内压力，可按25~40m/s的流速来选择管道口径，而不需要担心压降过大。分支管道的连接应该从主管道的上方取蒸汽，这样可以得到最干燥的蒸汽。若果从侧面或最糟的情况是从主管道底部取蒸汽，蒸汽会携带从蒸汽主管而来的凝结水和管道杂质进入支管，结果影响到了设备短期和长期的工作性能。蒸汽支管中凝结水负荷的计算公式和蒸汽主管中使用的公式一样。支管中选用的疏水阀的安全系数推荐使用3倍。在选择疏水阀的结构形式时，可根据工艺参数（温度、压力等）选择适宜的疏水阀，如果蒸汽支管的凝结水要回收的话，建议选择机械型（浮球式或吊桶式）疏水阀。③分支管道49二、常用蒸汽疏水阀简介1、械型蒸汽疏水阀：利用冷凝水与蒸汽之间的密度差来操作的。

机械类疏水阀的第一大类是浮球式疏水阀，目前国际上主导的产品为连杆式浮球疏水阀，其工作原理如下图所示。疏水阀除了排水阻汽功能外，要求具有良好的排空气性能，有些疏水阀除了排空气装置以外，还带有蒸汽汽锁释放装置，主要应用于发生蒸汽堵塞冷凝水无法到达疏水阀的场合即所谓的蒸汽汽锁情况，如使用虹吸管排除冷凝水（旋转滚筒设备）或疏水阀前有一段长管道时。

浮球式蒸汽疏水阀在冷凝水产生后立刻排出冷凝水，能够根据压力和负载的变化迅速排出大量的冷凝水，当对于其它类型的同口径疏水阀排量大，因此它最适合于换热要求高、设备不允许积水的各种换热设备以及带自动温度二、常用蒸汽疏水阀简介1、械型蒸汽疏水阀：利用冷凝水与蒸汽之50控制的设备的最佳选择。同时该类型的疏水阀出口总是浸没在冷凝水中，具有真正意义上排水阻汽的功能。控制的设备的最佳选择。同时该类型的疏水阀出口总是浸没在冷凝水51浮球式蒸汽疏水阀的工作过程：

机械式疏水阀的另外一种主要形式为倒吊桶疏水阀，其工作过程如下图所示。倒吊桶疏水阀可以使用于高压的应用。倒吊桶中的空气如不排除就会阻碍疏水阀的正常工作，而倒吊桶疏水阀的排气非常缓慢，所以对于大量空气存在的场合就需要单独的热静力排空气阀，否则会造成设备积水，影响传热效率。因此通常建议安装单独的排空气阀以保证设备迅速有效的起动。很多倒吊桶疏水阀需要配置一个止回阀以防止在压力突然变化或过热时失去水封（闪蒸现象）。水封是保证倒吊桶疏水阀避免泄漏蒸汽的关键之一。倒吊桶疏水阀同样在蒸汽的饱和温度下排放冷凝水。

所有的机械式蒸汽疏水阀在疏水阀关闭以后，阀体内存有一定的冷凝水，因此这种疏水阀可能会受到冷冻的危害，如果安装在低温的室外环境中，阀体需要保温。

浮球式蒸汽疏水阀的工作过程：

机械式疏水阀的另外一种52《蒸汽疏水阀》课件532、热静力式蒸汽疏水阀工作原理

热静力式蒸汽疏水阀根据蒸汽和过冷态冷凝水或空气/蒸汽混合物之间的温度差来工作。它可用于允许过冷台冷凝水存在的设备，可利用冷凝水中的显热能。

下图为压力平衡式热静力蒸汽疏水阀的工作过程，这种疏水阀有一个填充液体的不锈钢密封囊，其填充液体的蒸发温度低于饱和蒸汽温度。选择不同的填充液体，冷凝水的排放温度不同，一般低于蒸汽饱和温度5-10度。压力平衡式疏水阀可根据压力变化进行自动调节，其排水温度保持与饱和温度曲线一起变化。同时该疏水阀在冷态时是常开的，排空气性能好。2、热静力式蒸汽疏水阀工作原理

热静力式蒸汽疏水阀根54《蒸汽疏水阀》课件55

双金属蒸汽疏水阀的工作原理是众所周知的双金属片的感温特性来工作。其工作过程如下图所示。双金属的工作曲线近于蒸汽饱和曲线，双金属疏水阀一般低于蒸汽饱和温度25-30度时排放冷凝水以充分利用冷凝水中的显热。双金属疏水阀容易受背压大小的影响，背压增大将降低排放温度，增加了设备的积水量。

双金属蒸汽疏水阀的工作原理是众所周知的双金属片的感温56《蒸汽疏水阀》课件57

热静力蒸汽疏水阀-压力平衡式疏水阀的工作过程

双金属蒸汽疏水阀的工作原理是众所周知的双金属片的感温特性来工作。其工作过程如下图所示。双金属的工作曲线近于蒸汽饱和曲线，双金属疏水阀一般低于蒸汽饱和温度25-30度时排放冷凝水以充分利用冷凝水中的显热。双金属疏水阀容易受背压大小的影响，背压增大将降低排放温度，增加了设备的积水量。热静力蒸汽疏水阀-双金属式疏水阀的工作过程

热静力蒸汽疏水阀的优点在于：体积小，重量轻，同时有较大的冷凝水排量，冷态时完全打开，排空气性能好，安装于室外不会受到冰冻损坏，耐水锤、腐蚀。是伴热以及非关键蒸汽设备的理想选择。

热静力蒸汽疏水阀的缺点在于：低于蒸汽饱和温度排放冷凝水，因此不能用于要求立即排放冷凝水的加热设备热静力蒸汽疏水阀-压力平衡式疏水阀的工作过程

双金58，为了避免换热设备的积水，热静力疏水阀前必须安装1-2米的冷却管。双金属式疏水阀对温度变化的反应相对较慢。

3、热动力蒸汽疏水阀（圆盘式蒸汽疏水阀）

热动力蒸汽疏水阀（在国内又称为圆盘式疏水阀）由于其结构紧凑、原理简单、工作可靠等特点在国内外被广泛使用，甚至达到被“滥用”的程度。热动力疏水阀的工作原理如下图所示。它是根据低速冷凝水与高速闪蒸蒸汽之间的“动力”压差来工作，整个工作过程只有一个活动部件–不锈钢碟片，它具有良好的关紧力并可以防止冷凝水回流回设备，确保设备的最大工作效率。

，为了避免换热设备的积水，热静力疏水阀前必须安装1-2米的冷59《蒸汽疏水阀》课件60热动力蒸汽疏水阀的工作过程

1.起机时，进口压力作用于碟片下部，顶起碟片，空气和较冷的冷凝水立即排出。

2.当仅低于蒸汽温度的热冷凝水流经疏水阀时，压力降低产生闪蒸蒸汽。高速的闪蒸蒸汽在碟片下方产生一个低压区，使碟片靠近阀座。

3.同时，集聚在碟片上方的闪蒸蒸汽也使碟片压紧阀座内环及外环。

4.由于顶盖的散热，碟片上方的闪蒸蒸汽冷凝，压力下降，碟片再次升起，排出冷凝水。工作循环不断重复。

由于热动力蒸汽疏水阀的工作原理要求进入疏水阀的压力不低于一定的值，同时疏水阀的背压一般不能高于进口压力的50%，否则疏水阀将不能正常工作。另外，热动力疏水阀为间歇式排放。因此，热动力疏水阀一般不能使热动力蒸汽疏水阀的工作过程

1.起机时，进口压力作用于碟片下61于对加热效率高同时带有温度控制设备的换热器的应用。热动力疏水阀一般应用于定压系统的冷凝水排放，如蒸汽主管道、伴热管线、压烫机等的应用。

热动力疏水阀在关闭过程中，阀芯和阀座之间有强烈的冲击，如果阀芯和阀座的材质选择不当、加工处理不合理，很容易造成阀芯和阀座的磨损，大大降低疏水阀的使用寿命。

总的来说，热动力疏水阀具有体积小、重量轻，自动运行于其工作压力范围，无须调节，可用于高压和过热系统中，不受水锤和冰冻的损坏，可任意方向安装，仅有一个运动部件，使用寿命长，维修简单，可广泛使用于定压的冷凝水排放。

热动力疏水阀的确定在于无法用于过低进口压力或过高背压的场合，排空气性能较差，但使用带防气阻碟片可有效排除空气。于对加热效率高同时带有温度控制设备的换热器的应用。热动力疏水62疏水阀安装是否合适，对疏水阀的正常工作和设备的生产效率都有直接有影响。安装疏水阀必须按正规安装要求、才能使疏水阀和设备达到最佳工作效率。

1.在安装疏水阀之前一定要用带压蒸汽吹扫管道，清除管道中的杂物。

2.疏水阀前应安装过滤器，确保疏水阀不受管道杂物的堵塞，定期清理过滤器。3.疏水阀前后要安装阀门，方便疏水阀随时捡修。

4.凝结水流向要与疏水阀安装箭头标志一致。

5.疏水阀应安装在设备出口的最低处，及时排出凝结水，避免管道产生汽阻。

6.如果设备的最低处没有位置安装疏水阀，应在出水口最低位置加个反水弯（凝结水提升接头），把凝结水位提

三、疏水阀安装、维护、检修

疏水阀安装是否合适，对疏水阀的正常工作和设备的生产效63升后再装疏水阀，以免产生汽阻。

7.疏水阀的出水管不应浸在水里。（如果浸在水里，应在弯曲处钻个孔，破坏真空，防止沙土回吸。）

8.机械型疏水阀要水平安装。9.蒸汽疏水阀不要串联安装。10.每台设备应该各自安装疏水阀。11.热静力型疏水阀前需要有一米以上不保温的过冷管，其它形式疏水阀应尽量靠近设备。12.滚筒式烘干（带虹吸管型）设备选用疏水阀时请注明：选用带防汽阻装置的疏水阀，避免设备产生汽锁。13.疏水阀后如有凝结水回收，疏水阀出水管应从回收总管的上面接入总管，减少背压，防止回流。14.疏水阀后如有凝结水回收，不同压力等级的管线要分开回收。升后再装疏水阀，以免产生汽阻。

7.疏水阀的出水管不应浸在6415.疏水阀后凝结水回收总管不能爬坡，会增加疏水阀的背压。16.疏水阀后凝结水进入回收总管前要安装止回阀，防止凝结水回流。17.在蒸汽管道上装疏水阀，主管道要设一个接近主管道半径的凝结水集水井，然后再用小管引至疏水阀。18.机械型疏水阀长期不用，要卸下排污螺丝把里面的水放掉，以防冰冻。19.发现疏水阀跑汽，要及时排污和清理过滤网，根据实际使用情况勤检查，遇有故障随时修理。每年至少要检修一次，清除里面的杂质。

疏水阀在整个蒸汽系统中被认为是个小配件，但对系统工作和经济运行影响很大，所以疏水阀的维护和检修也是至关重要的，只有充分重视疏水阀在生产上的重要作用。15.疏水阀后凝结水回收总管不能爬坡，会增加疏水阀的背压。65勤检修，使疏水阀经常处在良好的工作状态下，才能保证达到最佳节能效果和提高经济效益。

勤检修，使疏水阀经常处在良好的工作状态下，才能保证达到最佳节66谢谢。谢谢。67蒸汽系统疏水设备蒸汽系统疏水设备68一、蒸汽与蒸汽疏水阀1、蒸汽知识：在蒸汽输送设备和蒸汽使用设备上，当蒸汽使用后会产生凝结水。疏水阀是将这些凝结水自动排除的阀门，因而它与蒸汽设备和蒸汽有密切关系。蒸汽就是把锅炉中的水，通过加热而产生的一种透明气体，在一定压力下，必须用足够能量才能把水温升到沸点之后再增加的能量只能把水转化为蒸汽，并不能提高水温。蒸汽是一种高效、易控制的加热介质。它常用于将能量从一个集中点（锅炉生产蒸汽）输送到工厂的各个地方，去加热空气、水或工艺介质（蒸汽输送）；随后，送至蒸汽使用装置的蒸汽，其潜热被用来进行加热（蒸汽热利用），放出潜热后则成为凝结水（也称为回水），并一、蒸汽与蒸汽疏水阀1、蒸汽知识：69有效的利用凝结水所具有的显热和凝结水本身，要对凝结水进行回收，并送往锅炉等装置。我们知道物体一般式以固态、液态、气态三种状态而存在，水通常为液态状态；给谁加热会变成气态的蒸汽；反之带走热就会变成固态的冰。使得水从融点（即冰点）加热至沸点，所吸收的热量称为“显热”。这种热量可以用温度计来测量，且所加热的物体没有状态的改变。把沸水变成蒸汽所需要的热叫“潜热”；物体吸收这种热量后状态发生了改变。有效的利用凝结水所具有的显热和凝结水本身，要对凝结水进行回收702、蒸汽概念：①表压：指压力表上所显示的压力，是以大气压为基准测量所得的压力，以MPa为单位的压力。②绝对压力：以绝对真空为基准测量出来的压力，以MPa为单位的压力。绝对压力=表压+一个大气压（约等于0.1013MPa）③饱和蒸汽压：指在一定压力下与水的沸点温度相对应的纯蒸汽。也就是说达到饱和温度的水如果进一步加热，水的温度不会增加，而只是不断蒸发，知道全部蒸发完为止；这样产生的蒸汽，称为“饱和蒸汽”。④潜热（蒸发热）：指把1kg沸水转化成1kg蒸汽所需要的热量（用KJ来表示）。该热量与1kg蒸汽经凝结变成1kg水时所释放的热量相等（物质的状态的发生改变）。2、蒸汽概念：71⑤显热：使水从融点（即冰点）加热至沸点，所吸收的热量称为“显热”。这种热量可以用温度计来测量，所加热的物体没有状态的改变。⑥蒸汽总热：指饱和水的热量（显热）与潜热之和，用kJ/kg表示。3、蒸汽作为热载体而被使用的理由：蒸汽或水作为加热的热载体而被广泛使用过的理由，是因为它们的物理、化学性能非常好，且具有经济性。

蒸汽的物理性质：①常温下是液体（水），加热后容易变成气体（蒸汽）②比热容打，蒸发热（潜热）也大③传热特性好，凝结后（有蒸汽转变成凝结水后）的体积显著减少④随压力升高，温度也升高⑤显热：使水从融点（即冰点）加热至沸点，所吸收的热72蒸汽的化学性质：①无腐蚀性，对人体无害②化学性质稳定，不会有着火的危险蒸汽的其它性质：蒸汽的热能转换为动力后，排放的蒸汽仍可作为加热源使用；蒸汽从比较高的温度到比较低的温度，可以多次梯级使用。4、闪蒸蒸汽（二次闪蒸）当一定压力下的热凝结水或锅炉水被降压，部分水分会二次蒸发，所得到的蒸汽即为闪蒸蒸汽。当水在大气压力下被加热时，100℃是该压力下液体水所能允许的最高温度。再加热也不能提高水温，而只能将水转化为蒸汽。然而，如果在一定压力下加热水，那么水蒸汽的化学性质：73的沸点就要比100℃高，所以就要求有更多的显热。压力\越高，水的沸点就高，热含量亦越高。压力降低，部分显热释放出来，这部分超量热就会以潜热的形式被吸收，引起部分水被“闪蒸”成蒸汽。5、蒸汽疏水阀与节能的关系在近代工业的发展中，由于人类过度追求经济增长速度而忽略环境和能源的重要性，地球正超负荷地承载着各种工业对能源的消耗，节能和环保问题得到了大家的重视和关注，节能减排作为一项国策被提到了相当的高度。蒸汽作为现代工业的“血液”，随着工业的发展，蒸汽工业的发展速度也越来越快。蒸汽与其它可替换的同类系统相比，以其购置成本低、安装、运行、维修费也更低的优势在各行各业中得到了广泛的应用。的沸点就要比100℃高，所以就要求有更多的显热。压力\74在蒸汽使用设备上，由于蒸汽的潜热被释放而凝结成水，即凝结水，凝结水是蒸汽系统传热的副产物。它是蒸汽输送过程中由于不可避免的散热形成的，或在加热设备和工艺设备中由于蒸汽向被加热物质传热后降温形成的。一旦蒸汽凝结，有价值的潜热被释放，热凝结水就必须被立即排除掉。尽管1kg凝结水中得到的热，比起1kg蒸汽里的热要少的多，但凝结水还是有较高利用价值的热水，应该把它送回锅炉。凝结水被蒸汽疏水阀自动地与蒸汽分开，并排除到设备之外。这种疏水阀可以说是一种自动阀门，也是一种节能装置。由于人们普遍认为蒸汽疏水阀与蒸汽使用装置相比，其价值是微不足道的，所以多数人对蒸汽疏水阀所起的节能作用没有正确认识。①蒸汽疏水阀节能的第一个作用是迅速排出蒸汽使用装置在蒸汽使用设备上，由于蒸汽的潜热被释放而凝结成水，75内产程的凝结水，使蒸汽使用装置的加热效率保持在最高状态；是装置内的凝结水不形成滞留，最大程度地确保装置内的蒸汽空间，这样可经常保持最高的加热效率。②第二个作用是迅速排出开始时装置内的空气和低温凝结水，从而缩短预热运转时间。③第三个作用是降低蒸汽疏水阀自身的蒸汽消费量。所谓蒸汽疏水阀自身的蒸汽消费量，一般式指蒸汽泄漏量而言，是疏水阀所需要的蒸汽量和散热损失量之和。总而言之，所谓蒸汽疏水阀就是依靠某种方法，自动操作，准确的判断出正气和水，同时进行开、闭动作的阀门。蒸汽疏水阀排放凝结水最基本的原理就是利用蒸汽和水的密度差和温度差来实现疏水的目的。但其工作原理也是多种多样的。根据其动作原理的不同，分类列表如下：内产程的凝结水，使蒸汽使用装置的加热效率保持在最高76蒸汽疏水阀的分类代表产品机械型浮球式机械型也称浮子型，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。吊桶式热静力型双金属式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。波纹管式恒温式热动力型孔板式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。热动力（圆盘式）蒸汽疏水阀的分类代表产品机械型浮球式机械型也称浮子型77所谓蒸汽疏水阀节能就是“节约蒸汽”。节约蒸汽不仅对国家很重要，对企业提高生产效率和降低成本都是非常重要的。与蒸汽疏水阀有关的节能措施主要有以下三点：①不能发生泄漏蒸汽的现象②不能产生堵塞或类似的现象③回收凝结水并能循环使用也就是说，对于各种蒸汽使用设备要选择最合适的形式和适当容量的蒸汽疏水阀，同时要正确安装合理使用，实实在在地进行维护保养，这就是节能的根本所在。6、凝结水必须排放的必要性疏水阀必须排除凝结水，否则它会降低传热效率并产生水击。疏水阀还应能排除空气和其它非凝结气体，因为它们会降低蒸汽温度，阻断系统，降低传热效率，还会加剧破坏性的腐蚀。所谓蒸汽疏水阀节能就是“节约蒸汽”。节约蒸汽不仅对78①供汽系统需要排放凝结水在蒸汽管线底部的凝结水是引起水击的原因之一。以40m/s的速度在管道中传输的蒸汽，与管线底部的凝结水相遇会产生“水波”。如果形成足够的凝结水量，高速流动的蒸汽就会推着凝结水一起走，产生一个危险的水头，并且在与其前方的液体滚动中越来越大，它可以破坏任何改变气流方向的管件、调节阀、三通、弯头等。除了这种“水击”外，高速流动的凝结水冲凿金属表面，也能侵蚀各种管件。②传热设备需要排放凝结水很明显，传热设备中占据加热空间的凝结水会减少设备的有效换热尺寸和加热能力。它应该被迅速排除掉，使系统中充满蒸汽。蒸汽的凝结会形成一层水膜，附着在换热管的内表面，不能变成液体的非凝结气体靠自身重力流①供汽系统需要排放凝结水79动，它们形成一层薄膜与脏物、水垢一起附着在换热管表面，称为传热的潜在障碍。③需要排除空气和二氧化碳气体设备开车及锅炉给水时总会有空气存在，给水中还可能有能释放二氧化碳气体的溶解碳酸盐。蒸汽流把这些影响传热的气体推到换热管壁上。由于这些气体必须和凝结水一起排掉，而加剧了凝结水的排放困难。⑴空气对蒸汽温度的影响当空气和其它气体进入蒸汽系统时，它们占据了一些本应留给蒸汽的空间，使得空气/蒸汽混合气体的温度下降到纯蒸汽温度之下。⑵空气对传热的影响流向换热器表面的蒸汽流，一般都夹带着空气和其它汽提。这些气体既不能凝结，也不能靠重力排除掉。这种非动，它们形成一层薄膜与脏物、水垢一起附着在换热管表80凝结气体在蒸汽和换热器表面形成了一个障碍层。有绝好隔热特性的空气使传热效率降低。在某种条件下，只要有0.5%体积的空气混到蒸汽里，就会使传热效率降低一半。⑶腐蚀引起结垢和腐蚀的两个主要原因是二氧化碳气体和氧气。以碳酸盐溶解于锅炉给水中的二氧化碳气体进入系统，它一旦与冷的凝结水混合就会生成碳酸。有较强腐蚀性的碳酸，能够腐蚀穿管道和换热器。补水中加剧了碳酸的作用，加快了腐蚀速度，使钢铁表面变得凹凸不平。7、蒸汽疏水阀的选型与订购蒸汽疏水阀在选择时一般应具备的条件为：⑴能准确无误地排除凝结水，不泄漏蒸汽；⑵具有排除空气的能力；凝结气体在蒸汽和换热器表面形成了一个障碍层。有绝好81⑶能提高蒸汽利用率；⑷耐用性能良好；⑸背压容许范围大；⑹容易维修任何形式和种类的蒸汽疏水阀都不是万能的。为了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，以及设备的配套安装情况；要使用蒸汽疏水阀与这些情况相适应，在产品选型时应注意以下条件：⑴蒸汽疏水阀的形式（工作特性）⑵蒸汽疏水阀的容量（排放量）⑶蒸汽疏水阀的最高使用（工作）压力⑷蒸汽疏水阀的最高使用（工作）温度⑸常态下蒸汽疏水阀的进口压力⑶能提高蒸汽利用率；82⑹常态下蒸汽疏水阀的出口压力（背压）⑺蒸汽疏水阀阀体的材料⑻蒸汽疏水阀的连接管径（配管尺寸）⑼蒸汽疏水阀的进出口连接方式在一些基本条件确定后，我们只需知道以下几点，便可以选择出具体的疏水阀型号⑴凝结水负荷，kg/h⑵选用的安全系数⑶疏水阀进、出口的压差⑷最大允许压力，MPa1）凝结水负荷所谓蒸汽疏水阀的凝结水负荷，也就是凝结水的排放能力，一般以一小时的最大排放量kg/h或t/h来表示，也可称为最大排水能力。⑹常态下蒸汽疏水阀的出口压力（背压）83即使选用的形式是最适合蒸汽使用设备的蒸汽疏水阀，如果排水量不足，设备就不能充分运转，设备的效率也不能提高。若排水量过大也是不经济的。因此，蒸汽疏水阀的排水量必须符合蒸汽使用设备的容量（使用设备的蒸汽消耗量，换而言之即使凝结水的产生量）。一般情况下，我们通过以下三种方式来确定蒸汽疏水阀的凝结水负荷：①疏水阀前端的蒸汽使用设备或装置，其容量（蒸汽消耗量）都会由生产厂标明的。例如生产厂标明：“热交换器的容量（最大蒸汽流量）为5t/h”时，我们即可判断该设备的蒸汽消耗量为：凝结水产生量（蒸汽凝结量）=蒸汽消耗量（kg/h）②通过计算求出凝结水产生量，用户可根据蒸汽使用设备的具体情况，选择适合的公式。即使选用的形式是最适合蒸汽使用设备的蒸汽疏水阀，84③通过实测求出凝结水产生量，在许多场合下，实测比利用公式计算更好。2）安全系数在进行疏水阀选型时，还需考虑疏水阀的安全系数（安全率），所谓“安全率”是指在确定蒸汽疏水阀容量时，蒸汽使用设备实际的凝结水量与所标出的容量有误差时也能确保疏水阀正常工作而估计的安全系数。一般为2~3，下表列出了几种常用用汽设备的安全率。③通过实测求出凝结水产生量，在许多场合下，实测比利85各种设备的蒸汽疏水阀选用安全率推荐表设备名称安全率设备名称安全率设备名称安全率盘管加热器2染色槽2加压加热器3调理用釜2胶合塑性机3压力容器3蒸汽分离器3空气强制冷却器、加热器5加热管3密闭给水加热器2筒式干燥器5、8、10二次蒸汽罐3各种设备的蒸汽疏水阀选用安全率推荐表设备名称安全率设备86为什么在选择蒸汽疏水阀时要有安全率呢？这是因为：蒸汽疏水阀的容量时指连续排放凝结水时的排放量，而几乎所有的蒸汽疏水阀在实际工作时都是间断排放的。蒸汽使用设备的容量是指设备在正常运转时的凝结水产生量，而在设备启动初期，凝结水的产生量要比正常运转时的大得多。3）疏水阀的压差所谓疏水阀的“压差”如下图所示，是指蒸汽疏水阀进口压力（P1）与出口压力（P2）之差。疏水阀必须能在这种压差下打开（工作）。为什么在选择蒸汽疏水阀时要有安全率呢？这是因为：87《蒸汽疏水阀》课件88我们所说的“进口压力”，是指蒸汽疏水阀进口端的压力，也就是图示P1，而不是指通往蒸汽使用设备的进口压力，一说到进口（入口）压力，往往会将两者混淆，其实由于蒸汽使用设备内的各种阻力和散热，使部分蒸汽变为凝结水，所以压力P1肯定小于蒸汽使用设备前端的蒸汽压力。在进行疏水阀选型时，假如我们知道蒸汽的进口压力，有知道疏水阀的出口压力（背压），就可计算出疏水阀的压差，利用压差可以从疏水阀的排量图中查出疏水阀在此条件下的实际排水量是否符合设计要求，从而进一步的确定疏水阀的型号；提示：我们知道当疏水阀的出口压力（背压）越高时，蒸汽疏水阀的动作（工作）压差（P1-P2）就越低，则凝结水的排放量也就越少。当背压超过一定限度，动作压差我们所说的“进口压力”，是指蒸汽疏水阀进口端的压89太小的时候，某些类型的蒸汽疏水阀就会产生不同程度的不能关闭的喷放现象。这样就使蒸汽疏水阀失去了功能。当背压为真空时，蒸汽疏水阀的动作（工作）压差为P1+P2。当疏水阀的出口压力（背压）大于进口（入口）压力时，将导致疏水阀不能正常工作，在这种场合应选择泵式疏水阀来完成疏水。4）、最大允许压力是指在给定温度下疏水阀壳体能够持续承受的最高压力。这个压力可以使系统个最大压力，也可以使设计压力：在进行疏水阀产品设计时，最大允许压力与所选疏水阀壳体的材质有关。蒸汽疏水阀的使用场合：蒸汽疏水阀是排除蒸汽管网系统中蒸汽输送管和蒸汽使用装置中的凝结水的自动阀门，下面就蒸汽疏水阀的适用太小的时候，某些类型的蒸汽疏水阀就会产生不同程度的90场合（目的）说明一下。⑴用于蒸汽输送管蒸汽输送管中凝结水产生的情况：①通汽时把蒸汽输送管加热至蒸汽温度时所产生的凝结水。②正常运转时，因蒸汽输送管向大气散热而产生的凝结水。③由于来自锅炉的蒸汽中携带的凝结水，流入蒸汽输送管中。关于蒸汽输送管无论是刚开始通汽还是正常运转时所产生的凝结水，可以查阅相关“凝结水量的计算与疏水阀配管”的资料。通常在蒸汽输送管上每隔30~50米要安装1个蒸汽疏水阀，疏水阀的排水能力要求为每小时排水70~120kg。假设蒸汽输送管内的凝结水不能及时的排除，将产水击、腐蚀、侵蚀等现象，在冬季，为防止冻凝事故，排除凝结水也很重要。场合（目的）说明一下。91使用蒸汽的设备从停机状态进入给汽状态时，蒸汽配管系统中很容易产生水击现象。在设备运行中，关闭的自动调节阀再次开始供汽时也容易产生水击现象，如果配管中途有弯曲和凹处的话，也容易产生水击。所谓水击就是在配管中发生像锤子敲打管道一样发出声音的现象。当蒸汽与比蒸汽温度低的凝结水相遇时，会产生另一种水击，叫做热冲击。蒸汽所占的体积比凝结水要大的多，当蒸汽体积突然减小，会向整个系统放出冲击波。这种水击的形成，将会损坏设备，并说明系统中的凝结水没有排除掉。其原理如下：①由于管道下垂，管底容易积蓄凝结水。②凝结水逐渐增多，受高速蒸汽的推动形成流动的波峰也逐渐增高。③最终凝结水形成活塞状而充满管道，并在高速蒸汽的推使用蒸汽的设备从停机状态进入给汽状态时，蒸汽配管92动下，其流动速度增大。④当水柱达到管道的转弯处或阀门处，就会对其产生激烈的冲击，同时给配管系统带来振动，并发出噪声。这样管道连接处就会产生松动，发生泄漏现象，甚至有时会给阀门、配管、装置带来损伤。为防止水击，应注意以下几点：①供汽时应慢慢得开供汽阀。②蒸汽输送管的中途及末端的阀门应全开。特别是在立管的前面必须安装阀门，并处于全开状态。③在管线的弯曲处和凹处应设置蒸汽疏水阀。④装置出口处的旁通阀应开启。⑤蒸汽支管向主蒸汽管取汽时，原则上蒸汽支管应设置在主蒸汽管的上部搭接。综上所述，排除蒸汽输送管里的凝结水，对于保证供给用动下，其流动速度增大。93汽装置以干饱和蒸汽，以及对于蒸汽输送管的维修保养都极为重要。汽装置以干饱和蒸汽，以及对于蒸汽输送管的维修保养都极为重要。94⑵用于蒸汽使用装置对于蒸汽使用装置，凝结水的排除问题更加重要，蒸汽使用装置的主要目的是把蒸汽所具有的热量传给被加热物，从而进行加热。为此，在蒸汽使用装置的蒸汽容器里只有完全充满蒸汽时才能发挥最大的热输出能力。因此，万一造成蒸汽容器产生凝结水滞留的状态，将减少有效传热面积而降低输出能力，势必影响被加热物供给必要的热量。从而产生不合格的产品，给生产带来重大的损失。为了使蒸汽使用装置保持最高的热输出能力，必须迅速排除装置内产生的凝结水，已确保蒸汽容器内经常充满蒸汽的状态，因此需要使用蒸汽疏水阀，蒸汽使用设备在安装疏水阀时，其安装原则是：一台设备安装一个蒸汽疏水阀。这种方式称为“单元疏水系统”，这种安装方式原则上规定，排水点应选在蒸汽容器的最底部，蒸汽疏水阀应⑵用于蒸汽使用装置95安装在比排水点还低的位置，并与旁通管配套组装，且两者都安装在同一水平面上。蒸汽伴热线（主蒸汽管疏水）：在大多数伴热应用及主蒸汽管的疏水中，流进疏水阀的凝结水量比较少，较小的疏水阀就能满足要求。工艺设备（装置）：不同的使用要求（包括压力稳定或变压）应使用不同类型的疏水阀，安全系数的选用则取决于用汽设备的类型及蒸汽压力。各种蒸汽疏水阀的特点：《蒸汽疏水阀》课件96序号特点倒置桶型浮球型杠杆浮球型双金属型圆盘型1工作方式间断连续连续间断间断2节能情况优秀良好良好一般不好3耐磨损优秀良好良好优秀不好4耐腐蚀优秀良好良好优秀不好5耐水击优秀不好不好优秀优秀6排除空气和CO2能力可以不可以不可以不可以不可以7背压下工作优秀优秀优秀一般一般8对凝结水的反应立即立即立即延迟延迟9处理污物能力优秀不好不好一般不好10动作检查容易较难较难较难容易11蒸汽损失难容易容易难易12安装方式水平或垂直水平或垂直水平或垂直任意方向任意方向13凝结水显热利用否否否可否序号特点倒置浮球型杠杆双金属型圆盘型1工作方式间断连续连续间97说明：在上报疏水阀需求计划时，必须给出连接口径与连接方式，如果是法兰连接，需给出详细的法兰类型及标准，否则生产厂一般按GB/T标准制造：法兰密封面形式：PN≤4.0MPa，RF（凸面）面加工；PN≥6.3MPa，F（凹面）面加工；给出可能遇到的最大工作压力或设计压力，指出所需阀体材质。8、国内蒸汽疏水阀的型号编制方法国内蒸汽疏水阀的型号编制方法采用CVA2.4-84《阀门型号编制方法》，它包括阀门的型号编制和阀门的命名。该标准规定阀门型号由阀门类型代号、连接形式代号、结构形式代号、密封面材料代号、公称压力代号和阀体材质代号组成。举例如下：说明：在上报疏水阀需求计划时，必须给出连接口径与98CS17H-16C型号中：C：采用国际标准代号；S：疏水阀类型代号，用汉语拼音字母表示；1：连接形式代号，用数字表示（1-内螺纹、2-外螺纹、4-法兰、6-焊接、7-对夹、8-卡箍、9-卡套）；7：结构形式代号（1-浮球式疏水阀、2-孔板式疏水阀、3-浮桶式疏水阀、4-液体或固体膨胀式疏水阀、5-钟型浮子式疏水阀、6-蒸汽压力式疏水阀、7-双金属片式疏水阀、8-脉冲式疏水阀、9-圆盘式疏水阀）；H：密封面材料代号（T-铜合金、Y-硬质合金、B-锡基轴承合金、H-Cr13系列不锈钢、D-渗氮钢、F-氟塑料、N-尼龙塑料、X-橡胶）；16：公称压力数值，单位为kgf/cm2；C：阀体材料代号，用汉语拼音字母表示（Z-灰铁、K-可CS17H-16C型号中：99锻铸铁、Q-球墨铸铁、C-碳素钢、V-铬钼钒钢、I-铬钼钢、P-不锈钢等）；说明：在实际工作中，有些人简单的认为疏水阀的连接（法兰）口径越大，输水量（排水量）也就越大，这是将蒸汽疏水阀与通用阀门混为一谈，疏水阀的排水量其实与疏水阀内部的阀座孔有关，排水量的大小决定于阀座孔的大小，排水量的大小与阀座孔的直径的平方成正比关系，而与疏水阀的连接（法兰）尺寸没有关系。凝结水量的计算与蒸汽疏水阀的配管蒸汽使用设备凝结水量的计算A、蒸汽输送管凝结水量计算方法1、启动蒸汽输送管凝结水量的计算方法：锻铸铁、Q-球墨铸铁、C-碳素钢、V-铬钼钒钢、I-铬钼钢、100W─每1米管道的平均凝结水量（kg/m）Pw─每1米管道的平均重量（kg/m）Cp─管