什么是蒸汽疏水閥？

蒸汽疏水閥是一款自動(dòng)排放冷凝水和不凝性氣體而阻斷蒸汽泄漏的閥門。在工業(yè)行業(yè)中，蒸汽常被用于加熱產(chǎn)品或作為機(jī)械設(shè)備動(dòng)力。而在這種情況下，就需要使用蒸汽疏水閥以確保蒸汽無泄漏。

“疏水閥”在JIS B 0100閥門專業(yè)術(shù)語(yǔ)中是這樣定義的：

一個(gè)能不需外界幫助，自動(dòng)從設(shè)備或管道中排出冷凝水的裝置。

 

安裝蒸汽疏水閥的目的是什么？

蒸汽是水受熱蒸發(fā)后形成的氣體。為了形成蒸發(fā)的這個(gè)過程，水分子就必須吸收足夠的能量，這時(shí)分子（氫鍵，等）間會(huì)產(chǎn)生破裂。這種由液體變?yōu)闅怏w的能量轉(zhuǎn)換被稱之為“潛熱”。

蒸汽基礎(chǔ)：換熱器利用蒸汽的潛熱把熱能轉(zhuǎn)換到產(chǎn)品上，但當(dāng)蒸汽完成了加熱任務(wù)（也就是失去了潛熱），蒸汽就會(huì)冷凝形成冷凝水。換而言之，冷凝水沒有像蒸汽那樣加熱物體的能力。換熱效率將受到影響，因此不論在蒸汽輸送管道還是熱交換器中，冷凝水必須被迅速排出的。

進(jìn)一步了解蒸汽換熱器，請(qǐng)瀏覽下面的文章Steam Heat Transfer。

蒸汽疏水閥必要性的原因（以反應(yīng)釜為例）

用一般的閥門會(huì)有什么問題？

可能有時(shí)候會(huì)認(rèn)為：能用其他調(diào)節(jié)閥來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的蒸汽疏水閥，通過手動(dòng)調(diào)節(jié)閥門的開度來達(dá)到冷凝水的排放量。

從理論上看這是可能的。然而，需要達(dá)到的條件和情況是非常的。因此在實(shí)際操作中，它不是一個(gè)實(shí)際的解決方案。

zui大的問題是如何設(shè)定閥門的開度。如果設(shè)定為一個(gè)固定的開度，就不能隨冷凝水形成的速度的波動(dòng)而調(diào)節(jié)。事實(shí)上，在同一系統(tǒng)中冷凝水形成的量是不固定的。就設(shè)備來說，開機(jī)時(shí)候的冷凝水量和一般工作情況下是不同的，并且產(chǎn)品負(fù)載量的波動(dòng)也會(huì)影響冷凝水量。同樣地，就蒸汽輸送管道而言，冷凝水量也和室外的溫度還有天氣有關(guān)。

如果設(shè)備不能夠承受由冷凝水的負(fù)載量所產(chǎn)生的波動(dòng)，那么冷凝水需要被立刻排放相反設(shè)備或管道內(nèi)的所積存的冷凝水會(huì)影響換熱效率。另一方面，當(dāng)冷凝水的負(fù)載量減少就會(huì)產(chǎn)生蒸汽泄漏，造成蒸汽浪費(fèi)。

降低熱交換效率和浪費(fèi)蒸汽

蒸汽疏水閥能適用于各種不同的機(jī)械裝置

各種類型的蒸汽疏水閥（根據(jù)工作原理劃分）都已經(jīng)發(fā)展成能自動(dòng)排放冷凝水和不凝性氣體。目前zui普遍的原理是利用溫度差、比重差、壓力差這三種。每一種類型的蒸汽疏水閥都有著優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用場(chǎng)合。

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德國(guó)萊克LIK疏水閥是用于蒸汽管網(wǎng)及設(shè)備中，能自動(dòng)排出凝結(jié)水、空氣及其它不凝結(jié)氣體，并阻水蒸汽泄漏的閥門。根據(jù)蒸汽疏水閥工作原理的不同，蒸汽疏水閥可化為以下三種類型：
1.機(jī)械型：依靠蒸汽疏水閥內(nèi)凝結(jié)水液衛(wèi)高度的變化而動(dòng)作，包括：浮球式：浮子為封閉的空心球體，敞口向上浮子式：浮子為開口向上的桶型，敞口向下浮子式：浮子為開口向下的桶型。
2.熱靜力型：依靠液體溫度的變化而動(dòng)作，包括：雙金屬片：敏感原件為雙金屬片，蒸汽壓力式：敏感原件為波紋管或墨盒，內(nèi)部充入揮發(fā)性液體。
3.熱動(dòng)力型：依靠液體的熱動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的變化而動(dòng)作。圓盤式：由于在相同的壓力下，液體與氣體的流速不同，所產(chǎn)生的不同的動(dòng)，靜壓力，驅(qū)使圓盤閥片動(dòng)作。脈沖式：由于不同溫度的凝結(jié)水通過兩極串連節(jié)流孔板式，坐在兩極節(jié)流孔板之間形的不同壓力，驅(qū)使閥瓣動(dòng)作。

使用現(xiàn)狀
*，疏水閥是一種能自動(dòng)從蒸汽管道和蒸汽使用設(shè)備中排除凝結(jié)水，空氣和其他不可凝氣體，并能防止蒸汽泄露的閥門;在工廠供熱等蒸汽管網(wǎng)中，是應(yīng)用zui廣泛的一種節(jié)能產(chǎn)品。在蒸汽輸送管，汽水分離器，二次蒸汽罐以及利用蒸汽來加熱，干燥，保溫，半熱，消毒，蒸餾，濃縮，蒸煮，換熱，采暖，空調(diào)等工藝過程中所產(chǎn)生的凝結(jié)水，都必須使用疏水閥來排除。
特別是在煤，石油，天然氣等一次能源日益減少的情況下，各國(guó)政府和專門的節(jié)能機(jī)構(gòu)都非常重視疏水閥的科研，生產(chǎn)和使用工作。近年來，我國(guó)一次能源的消耗量急劇增加，但鍋爐的平均運(yùn)行效率僅有55%，而把蒸汽輸送到用戶，zui后得到的熱量還不到30%。這與一些發(fā)達(dá)國(guó)家（日本，西歐各國(guó)，美國(guó)等）相比，差不多要低一半以上。其中有很大一部分熱量是由于疏水閥使用不當(dāng)或疏水閥質(zhì)量差，而使蒸汽大量泄漏所造成的。據(jù)不*統(tǒng)計(jì)，全國(guó)共使用的疏水閥有相當(dāng)一部分使用不當(dāng)，還有一部分質(zhì)量差，壽命低，疏水閥使用的不良率達(dá)70%左右，大約是日本（平均數(shù)21.1%）的三倍，可見差距很大。
按我國(guó)蒸汽消耗量大約以每年遞增10%的速度發(fā)展，而能源生產(chǎn)基本保持在九億噸左右，所以要求工廠供熱中的各種工業(yè)鍋爐能耗也要維持在三億多噸左右。新增的10%的產(chǎn)汽量，即所需的2000萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，就必須從蒸汽管網(wǎng)中解決。其中，正確選擇和使用疏水閥是一個(gè)關(guān)鍵的節(jié)能措施。

倒置桶型疏水閥的工作原理

1、蒸汽疏水閥安裝在蒸汽加熱設(shè)備與凝結(jié)水回水集管之間。開車時(shí)，桶在底部，閥門全開。凝結(jié)水進(jìn)入疏水閥后流到桶底，充滿閥體，全部浸沒桶體，然后，凝結(jié)水通過全開閥門排至回水集管。

2、蒸汽也從桶體底部進(jìn)入疏水閥，占據(jù)桶體內(nèi)的頂部，產(chǎn)生浮力。桶體慢慢升起，逐漸向閥座方向移動(dòng)杠桿，直到*關(guān)閉閥門?？諝夂投趸?xì)怏w通過桶體的排氣小孔，聚集在疏水閥的頂部。從排氣孔排出的蒸汽，都會(huì)因疏水閥的散熱而凝結(jié)。

3、當(dāng)進(jìn)來的凝結(jié)水開始充滿桶體時(shí)桶體開始對(duì)杠桿產(chǎn)生一個(gè)拉力。隨著凝結(jié)水位不斷升高，產(chǎn)生的力不斷增加，直到能夠克服壓差，打開閥門。

4、閥門開始打開，作用在閥瓣上的壓差就會(huì)減小。桶體將迅速下降，使閥門全開。積聚在疏水閥頂部的不凝性氣體先排出，然后凝結(jié)水排出。水流從桶體流出時(shí)帶動(dòng)污物一起流出疏水閥。凝結(jié)水排放的同時(shí)，蒸汽重新開始進(jìn)入疏水閥，新的一個(gè)周期又開始了。

杠桿浮球式蒸汽疏水閥的特點(diǎn)介紹

杠桿浮球式蒸汽疏水閥的zui大優(yōu)點(diǎn)是不受壓力、溫度、冷凝水流量波動(dòng)的影響，連續(xù)排水，有水即排，zui小過冷度為0℃，能使加熱設(shè)備達(dá)到*工作效率；杠桿浮球式蒸汽疏水閥的閥座總處于液位以下，形成水封，無蒸汽泄漏；它的zui低工作壓力0.01Mpa，zui大背壓率≤85%；內(nèi)部帶有排氣裝置，杠桿浮球式蒸汽疏水閥采用的膜盒元件做為自動(dòng)排空氣閥，能自動(dòng)排除不凝結(jié)氣體，非常靈敏，工作質(zhì)量高，使用壽命長(zhǎng)。該疏水閥設(shè)計(jì)有平衡雙閥座結(jié)構(gòu)，可達(dá)到小體積大排水量，特別適用于大型加熱設(shè)備和換熱站設(shè)備的阻汽排水，是大型加熱設(shè)備*的蒸汽疏水閥。

該閥利用雙閥孔，使閥蕊在開閥時(shí)壓力相對(duì)減少，從而獲得超大排量。工作時(shí)浮球隨閥腔內(nèi)液體位的變化而上下浮動(dòng)，帶動(dòng)杠桿打開或關(guān)閉閥座。由于閥座孔在凝結(jié)水水位以下，形成水封，水、汽自然分離，達(dá)到無蒸汽泄漏。

蒸汽疏水閥的選型與應(yīng)用

1.根據(jù)實(shí)際使用工況確定蒸汽疏水閥的入口與出口的壓差。蒸汽疏水閥的入口壓力是指由于蒸汽壓力的波動(dòng)或溫度調(diào)劑閥的節(jié)流，蒸汽疏水閥入口處的zui低工作壓力；蒸汽疏水閥的出口壓力是指蒸汽疏水閥后可能形成的zui高工作背壓，當(dāng)排入大氣時(shí)，實(shí)際壓差按蒸汽疏水閥入口壓力決定。

2.根據(jù)蒸汽供熱設(shè)備在正常工作時(shí)產(chǎn)生的凝結(jié)水量，乘以選用修正系數(shù)k，然后按照蒸汽疏水閥的排水量進(jìn)行選擇。

3.凝結(jié)水量可以用以下方法計(jì)算：
（1）管線運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的凝結(jié)水量Q=q0L（1-Z/%）（kg/h）,此公式中：
Q：凝結(jié)水量（kg/h）
q0：光管產(chǎn)生的凝結(jié)水量（kg/h）
L：疏水點(diǎn)之間的距離（m）
Z：保溫效率（％）
（2）蒸汽加熱設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的凝結(jié)水量Q=VrC△T/Ht，此公式中：
Q：凝結(jié)水量（kg/h）
V：被加熱物體的體積（m3）
r：被加熱物體的密度（kg/ m3）
C：液體的比熱（kcal/kg.OC）
△ T：液體溫升（OC）
H：蒸汽潛熱（kcal/kg）
圓盤式蒸汽疏水閥的工作原理

圓盤式蒸汽疏水閥是根據(jù)伯努力熱動(dòng)力原理，利用蒸汽和凝結(jié)水的熱動(dòng)力學(xué)不同的特性，引起動(dòng)能和勢(shì)能動(dòng)靜壓變化。使動(dòng)作件閥片上下壓差變化，啟動(dòng)閥片開啟和關(guān)閉，從而達(dá)到阻汽排水目的。

本疏水閥內(nèi)有一個(gè)閥片，既是敏感件又是動(dòng)作執(zhí)行件。當(dāng)裝置啟動(dòng)時(shí)，管道出現(xiàn)冷卻凝結(jié)水，凝結(jié)水靠工作壓力推開閥片，迅速排放。當(dāng)凝結(jié)水排放完畢，蒸汽進(jìn)入疏水閥內(nèi)，蒸汽的體積迅速擴(kuò)大，蒸汽比凝結(jié)水的流速大，使閥片上下產(chǎn)生壓差，閥片在蒸汽流速的吸力下迅速關(guān)閉。當(dāng)閥片關(guān)閉時(shí)，閥片受到兩面壓力，閥片下面的受力面積小于上面的受力面積，因疏水閥汽室里面的壓力來源于蒸汽壓力，所以閥片上面受力大于下面，閥片緊緊關(guān)閉。當(dāng)疏水閥汽室里面的蒸汽降溫成凝結(jié)水，汽室里面的壓力消失。凝結(jié)水靠工作壓力推開閥片，凝結(jié)水又繼續(xù)排放，循環(huán)工作，間斷排水。

 t：加熱時(shí)間

自由半浮球式疏水閥的工作原理

自由半浮球式疏水閥是機(jī)械型疏水閥中工作性能zui可靠的疏水閥之一。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)只有一個(gè)半浮球式的球桶為活動(dòng)部件，開口朝下，半浮球式的球桶外圓經(jīng)過精細(xì)研磨，整個(gè)球面都可為密封面。使用壽命很長(zhǎng)，能抗水錘，沒有易損件，*，經(jīng)久耐用，無蒸汽泄漏，節(jié)能效果好。該疏水閥廣泛用于蒸汽加熱設(shè)備，蒸汽管網(wǎng)凝結(jié)水回收系統(tǒng)，是當(dāng)今結(jié)構(gòu)的疏水閥之一。
自由半浮球式疏水閥只有一個(gè)半浮球式的球桶為活動(dòng)部件，開口朝下，球桶即是啟閉件，又是密封件。當(dāng)裝置剛啟動(dòng)時(shí)，管道內(nèi)的空氣和低溫凝結(jié)水經(jīng)過發(fā)射管進(jìn)入疏水閥內(nèi)，閥內(nèi)的雙金屬片排空元件把球桶彈開，閥門開啟，空氣和低溫凝結(jié)水迅速排出。當(dāng)蒸汽進(jìn)入球桶內(nèi)，球桶產(chǎn)生向上浮力，同時(shí)閥內(nèi)的溫度升高，雙金屬片排空元件收縮，球捅漂向閥口，閥門關(guān)閉。當(dāng)球桶內(nèi)的蒸汽變成凝結(jié)水，球桶失去浮力往下沉，閥門開啟，凝結(jié)水迅速排出。當(dāng)蒸汽再進(jìn)入球桶之內(nèi)，閥門再關(guān)閉，間斷和連續(xù)工作。由于閥座處于水封隔離，水汽分開，工作時(shí)無蒸汽泄漏。