疏水閥的選用

疏水閥是從貯有蒸汽的密閉容器內(nèi)自動排出凝結(jié)水，同時保持不泄漏新鮮蒸汽的一種自動控制裝置，在必要時也允許蒸汽按預(yù)定的流量通過。在現(xiàn)代社會中，蒸汽廣泛地應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活設(shè)施中，無論在蒸汽的輸送管道系統(tǒng)，還是利用蒸汽來進行加熱、干燥、保溫、消Du、蒸煮、濃縮、換熱、采暖、空調(diào)等工藝過程中所產(chǎn)生的凝結(jié)水，都需要通過蒸汽疏水閥排除干凈，而不允許蒸汽泄漏掉。
按啟閉件的驅(qū)動方式，蒸汽疏水閥可分為三類：由凝結(jié)水液位變化驅(qū)動的機械型蒸汽疏水閥；由凝結(jié)水溫度變化驅(qū)動的熱靜力型蒸汽疏水閥；由凝結(jié)水動態(tài)特性驅(qū)動的熱動力型蒸汽疏水閥。疏水閥結(jié)構(gòu)型式見表1-25。
蒸汽疏水閥是蒸汽使用系統(tǒng)的重要附件，其性能的優(yōu)劣，對于系統(tǒng)的正常運行。設(shè)備熱效率的提高及能源的合理利用等方面具有重要作用。
⑴機械型蒸汽疏水閥
這類疏水閥主要有密閉浮子式、敞口向上浮子式、敞口向下浮子式等。這類型式的蒸汽疏水閥的工作原理運用了古老的阿基米德原理，性能可靠，能排除飽和水；但是體積比較大，較笨重。又由于顛簸搖擺的環(huán)境對其阻汽排水性能有相當?shù)挠绊懀虼?，不能適應(yīng)火車、輪船及有較大震動的裝置上使用。
⑵熱靜力型蒸汽疏水閥
這類疏水閥主要有蒸汽壓力式蒸汽疏水閥、雙金屬片式或熱彈性元件式蒸汽疏水閥、液體或固體膨脹式蒸汽疏水閥。這類疏水閥幾乎與機械型疏水閥同時出現(xiàn)，z初是金屬膨脹式蒸汽疏水閥，利用閥桿材料冷縮熱脹的物理性能和凝結(jié)水溫度的變化而實現(xiàn)阻汽排水作用。但是這種型式的蒸汽疏水閥不能適應(yīng)蒸汽壓力變化較大和凝結(jié)水量不穩(wěn)的場合，后來研制出利用液體膨脹的壓力平衡波紋管式蒸汽疏水閥。以上的問題得到了初步解決。隨著材料科學技術(shù)的發(fā)展，雙金屬片得到了廣泛應(yīng)用，研制出了雙金屬片式蒸汽疏水閥，它是利用雙金屬片受到溫度變化而產(chǎn)生的變形實現(xiàn)阻汽排水作用的。這種疏水閥體積小、重量輕，能排除大量空氣，但是成本高。
⑶熱動力型蒸汽疏水閥
這類疏水閥有盤式蒸汽疏水閥、脈沖式蒸汽疏水閥、迷空式蒸汽疏水閥、孔板式蒸汽疏水閥。盤式蒸汽疏水閥是利用蒸汽的流速與凝結(jié)水流速的差別而實現(xiàn)阻汽排水動作，這種蒸汽疏水閥體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單，但排空氣性能較差。脈沖式蒸汽疏水閥也具有體積小、重量輕的特點，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高、價格貴。
⑷疏水閥的選用
由于各種型式的蒸汽疏水閥各有不同的優(yōu)缺點和不同的適用條件，因此多年以來各種型式的蒸汽疏水閥長期并存，應(yīng)用于各種工業(yè)管道中。在諸多型式的疏水閥中，必須正確地選擇適合某一系統(tǒng)中的疏水閥，因為這對系統(tǒng)的正常運行影響很大，選擇恰當可提高熱效率和節(jié)省燃料。正確的選型應(yīng)按下列標準：
①蒸汽疏水閥的公稱壓力及工作溫度應(yīng)大于或等于蒸汽管道及用汽設(shè)備的z高工作壓力及z高工作溫度。
②蒸汽疏水閥必須區(qū)別類型，按其工作性能、條件和凝結(jié)水排放量進行選擇，不得只以蒸汽疏水閥的公稱通徑作為選擇依據(jù)。
③在凝結(jié)水回收系統(tǒng)中，若利用工作背壓回收凝結(jié)水時，應(yīng)選用背壓率較高的蒸汽疏水閥（如機械型蒸汽疏水閥）。
④當用汽設(shè)備內(nèi)用汽不得積存凝結(jié)水時，應(yīng)選用能連續(xù)排出飽和凝結(jié)水的蒸汽疏水閥（如浮球式蒸汽疏水閥）。
⑤在凝結(jié)水回收系統(tǒng)中，用汽設(shè)備用汽排出飽和凝結(jié)水，又用汽及時排除不凝結(jié)性氣體時，應(yīng)采用能飽和水的蒸汽疏水閥與排氣裝置并聯(lián)的疏水裝置或采用同時具有排水、排氣兩種功能的蒸汽疏水閥。
⑥當用汽設(shè)備工作壓力經(jīng)常波動時，應(yīng)選用不需調(diào)整工作壓力的蒸汽疏水閥。
⑦蒸汽疏水閥的實際z高工作背壓ρ′MOR的確定。
機械型蒸汽疏水閥： ρ′MOR=0.8ρ′o （1）
熱靜力型蒸汽疏水閥： ρ′MOR=0.3ρ′o （2）
熱動力型蒸汽疏水閥：
圓盤式蒸汽疏水閥： ρ′MOR=0.5ρ′o （3）
脈沖式蒸汽疏水閥： ρ′MOR=0.25ρ′o （4）
式中 ρ′MOR —蒸汽疏水閥的實際z高工作背壓，Pa；
ρ′o —蒸汽疏水閥的實際工作壓力，Pa。
⑧蒸汽疏水閥的實際工作壓力ρ′o的確定。當凝結(jié)水由蒸汽管道系統(tǒng)排出時，蒸汽疏水閥的實際工作壓力等于蒸汽管道的工作壓力。
當凝結(jié)水由用汽設(shè)備排出時，蒸汽疏水閥的實際工作壓力按下式確定：
ρ′o=（0.9～0.95）ρ （5）
式中 ρ′o—蒸汽疏水閥的實際工作壓力，Pa；
ρ —用汽設(shè)備的蒸汽壓力，Pa，其值為測定數(shù)據(jù)或制造廠提供的數(shù)據(jù)。
⑨蒸汽疏水閥的實際工作背壓按下式確定：
ρ′OR=gρ·(H3+△Z3)+ ρ3 （6）
式中 ρ′OR —蒸汽疏水閥的實際工作背壓，Pa；
H3 —蒸汽疏水閥閥后管道系統(tǒng)總的水力阻力，Pa；
△Z3 —蒸汽疏水閥閥后提升或下降的高度，提升為正值，下降為負值，m；
Ρ3 —凝結(jié)水箱的壓力，Pa；
g — 重力加速度，m/s2；
ρ — 密度，kg/m3。
⑩用以選擇蒸汽疏水閥的凝結(jié)水排放量按下列原則確定。必須準確地掌握用汽設(shè)備的凝結(jié)水排放量Gt和用汽壓力。
用以選擇蒸汽疏水閥的凝結(jié)水排放量Gt，按下式計算：
Gt=η·Gc （7）
式中 Gt—蒸汽疏水閥的凝結(jié)水排放量，t/h；
η—An全率，其數(shù)值按蒸汽疏水閥樣本選取，或參考表2-9；
Gc—用汽設(shè)備凝結(jié)水的排放量，t/h。
選好疏水閥，是一項重要的節(jié)能措施。據(jù)我國有關(guān)部門統(tǒng)計。目前全國蒸汽疏水閥擁有量約500萬臺。大約有80%的產(chǎn)品達不到現(xiàn)行國家標準漏汽量小于3%的要求。每年將損失1500萬噸標煤。因此，要國家不同工況條件選擇合適的疏水閥。
我國常用的疏水閥性能見表2-10。
由于各種因素的影響，疏水閥技術(shù)參數(shù)的理論計算與實際使用情況是有出入的。實際排水量大于理論排水量。其An全率η見表2-9。
在需要立即排除凝結(jié)水的場合，如渦輪蒸汽機、蒸汽泵、蒸汽主管道等，不宜采用有過冷度的疏水閥，如脈沖式疏水閥和熱靜力波紋管式疏水閥。