蒸汽疏水閥口徑選型與冷凝水流量的關(guān)系
杭州瓦特節(jié)能工程有限公司技術(shù)中心蒸汽技術(shù)工程師 李少鵬
本文載自 /> 蒸汽作為優(yōu)秀熱媒介廣泛應(yīng)用于化工，醫(yī)藥，印染，造紙等生產(chǎn)領(lǐng)域，蒸汽的產(chǎn)生過程需要消耗大量石化能源。一次性的石化能源不僅意味著能耗成本，也對(duì)環(huán)境造成了負(fù)擔(dān)和污染。減少蒸汽消耗，消除蒸汽浪費(fèi)，即意味著降低能源的消耗，對(duì)于各個(gè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都非常重要。蒸汽疏水閥作為一種自動(dòng)閥門，是蒸汽和冷凝水系統(tǒng)的分界點(diǎn)，也是兩個(gè)壓力系統(tǒng)的分割點(diǎn)，任何的泄露都意味著能源的過度消耗，所以正確選著蒸汽疏水閥對(duì)降低蒸汽消耗的過程中發(fā)揮著巨大的作用。
按照基本分類可以分為機(jī)械型、熱動(dòng)力型、熱靜力等基本類型。不同類型的疏水閥排水方式和排水溫度以及排水能力都不盡相同。為了保證任何壓差和溫度下均能及時(shí)有效地排除冷凝水，我們?cè)谶x擇疏水閥的過程中除了考慮最低壓差和最大排量的同時(shí)，還經(jīng)常遇到疏水閥安全系數(shù)這個(gè)問題，安全系數(shù)實(shí)際上就是人為地放大實(shí)際排水量，安全系數(shù)對(duì)于疏水閥選型和運(yùn)行效率以及使用壽命、泄漏量有著相當(dāng)?shù)挠绊憽?br /> 疏水閥的安全系數(shù)的設(shè)置是為了保證用氣設(shè)備在開關(guān)機(jī)或者因環(huán)境和生產(chǎn)條件發(fā)生變化時(shí)，保證疏水閥仍然能及時(shí)快速的排除冷凝水。疏水閥安全系數(shù)的考量主要基于用氣設(shè)備的形式和工況預(yù)期的變化。安全系數(shù)需要根據(jù)理論結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)來選擇，所以在選擇疏水閥安全系數(shù)的時(shí)候需要廠家與使用單位多多溝通避免遺漏，造成安全系數(shù)選擇過大或者過小。安全系數(shù)選擇過大和過小都會(huì)對(duì)用氣設(shè)備和疏水閥造成一定的負(fù)面影響。
如果疏水閥安全系數(shù)過大，蒸汽疏水閥的容量大，需要更大口徑的疏水閥，這意味著更高的采購(gòu)成本。若為間歇?jiǎng)幼鞯恼羝杷y時(shí)，容量過大會(huì)使疏水閥動(dòng)作周期加長(zhǎng)，凝結(jié)水的平均滯留量和時(shí)間增加，用一定輸出能力的用汽設(shè)備則意味著加熱能力的降低。對(duì)于象浮球式疏水閥那樣連續(xù)（按比例）動(dòng)作的蒸汽疏水閥，由于閥瓣開度小，過大的容量會(huì)使閥座產(chǎn)生抽絲現(xiàn)象（高速流體通過狹窄的縫隙時(shí)，對(duì)接觸面產(chǎn)生腐蝕用，而形成溝槽），使閥座損傷而引起泄漏。使蒸汽疏水閥的壽命縮短?；蛟黾恿嗽趬勖趦?nèi)的泄漏量，而這種泄漏量的增加往往需要很長(zhǎng)的時(shí)間才能發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樗侵鸩阶兓l(fā)展的，比較隱蔽。
如果疏水閥的安全系數(shù)太小，則由于不能及時(shí)排除冷凝水，導(dǎo)致不能適應(yīng)蒸汽使用設(shè)備的負(fù)荷變化，使運(yùn)轉(zhuǎn)效率顯著降低。通過疏水閥的凝結(jié)水經(jīng)常達(dá)到最高限量，使閥瓣和閥座容易產(chǎn)生沖蝕。使蒸汽疏水閥的壽命縮短。有時(shí)較高的流速還導(dǎo)致噪音和振動(dòng)。有些疏水閥的后蓋容易穿孔，與疏水閥的安全系數(shù)太小相關(guān)。
安全系數(shù)選擇的困難在于對(duì)實(shí)際負(fù)載的應(yīng)對(duì)和匹配。比如對(duì)于主管疏水，如按照啟動(dòng)負(fù)載選擇，那么在正常負(fù)載（運(yùn)行散熱，90%以上的時(shí)間）將出現(xiàn)大馬拉小車的現(xiàn)象，造成蒸汽泄露。如果不幸選擇了排量幾乎固定的熱動(dòng)力圓盤式疏水閥，主管疏水的泄漏量將達(dá)到50%。如果按照運(yùn)行負(fù)載（運(yùn)行散熱）選擇安全系數(shù)，則啟動(dòng)時(shí)間可能很長(zhǎng)。這時(shí)特制低排量噴嘴的倒置桶疏水閥將是正確選擇。
疏水閥的排量表有時(shí)是有條件的。如果標(biāo)注的是冷態(tài)排量，那意味著熱態(tài)時(shí)有5%疏水能力的減少。而對(duì)于一些機(jī)械型疏水閥，內(nèi)置的熱靜力和雙金屬排氣閥會(huì)增加10%左右的排量。對(duì)于熱靜力和雙金屬疏水閥，閥前冷卻管道和疏水閥過冷度的匹配也是影響實(shí)際排量的一個(gè)重要因素。
疏水閥的排量主要考慮壓差和噴嘴直徑，有時(shí)如果疏水閥實(shí)際最高工作壓力的變化和背壓的變化會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)排量和實(shí)際運(yùn)行排量的差別，如果差別太大，則需要調(diào)整疏水內(nèi)部噴嘴與閥芯的尺寸。
即使疏水閥類型和口徑選型正確，有時(shí)現(xiàn)場(chǎng)的配管尺寸、安裝距離、氣阻的影響、過濾器的堵塞都會(huì)對(duì)冷凝水的正常排放形成影響，必須引起重視。
疏水閥安全系數(shù)必須考慮蒸汽系統(tǒng)運(yùn)行的各個(gè)因素，選擇合適的疏水閥和安全系數(shù)已保證用氣設(shè)備高效、穩(wěn)定、安全、節(jié)能的運(yùn)行。杭州瓦特多年的工程實(shí)踐表明有時(shí)往往需要在效率和能耗之間做一些妥協(xié)。但無論如何，安全系數(shù)的選擇是關(guān)系到疏水閥工作正確和有效的重要因素。