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疏水閥系統(tǒng)
點(diǎn)擊次數(shù)：1936 發(fā)布時(shí)間：2015-8-25
蒸汽疏水閥是一種能自動(dòng)從蒸汽管道和蒸汽用汽設(shè)備中排除凝結(jié)水和其他不凝結(jié)氣體，并阻止蒸汽泄漏的閥門。它能保證各種加熱工藝設(shè)備及管線所需要溫度和熱量并使之正常工作。蒸汽疏水閥動(dòng)作正常與否，影響著蒸汽使用設(shè)備的性能、效率和壽命。據(jù)測(cè)算供熱系統(tǒng)節(jié)能改造中，更新性能優(yōu)良的蒸汽疏水閥其費(fèi)用僅占系統(tǒng)改造總投資的 7.5%，而節(jié)約能源量可占系統(tǒng)總節(jié)能量的 30%。
以下對(duì)疏水閥的選型、安裝方式及蒸汽疏水量的計(jì)算進(jìn)行一些探討。
2 蒸汽疏水閥的類別及原理
疏水閥按動(dòng)作原理分類主要有：浮球型疏水閥、熱靜力型疏水閥、熱動(dòng)力型疏水閥、倒置桶型疏水閥等。
2.1 浮球型疏水閥
浮球型疏水閥包括一個(gè)浮球和波紋管元件。自由浮球式疏水閥是利用阿基米德浮力原理，使浮球隨體腔內(nèi)液面的升降而升降，從而打開或關(guān)閉閥座排水孔形成排水阻汽動(dòng)作。浮球型疏水閥對(duì)排放容量和工作壓力廣泛適應(yīng)，但不推薦用于有可能發(fā)生水錘的系統(tǒng)中。
這類閥的特點(diǎn)是：適用于大排量，體積較大；使用時(shí)若超出蒸汽疏水閥的設(shè)計(jì)壓力，閥門則不能打開；在寒冷地區(qū)，為了防止蒸汽疏水閥內(nèi)部的凝結(jié)水凍結(jié)，必須進(jìn)行保溫。
浮球型疏水閥的故障主要是關(guān)閉故障，浮球可能損壞或下沉，不能保持在開的位置。
2.2 熱靜力型疏水閥
熱靜力型蒸汽疏水閥是靠蒸汽和冷卻的凝結(jié)水和空氣之間的溫差來工作的。蒸汽增加熱靜力元件內(nèi)部的壓力，使疏水閥關(guān)閉。凝結(jié)水和不凝結(jié)氣體在集水管中積存，溫度開始下降，熱靜力元件收縮，打開閥門。在疏水閥前積存的凝結(jié)水量，取決于負(fù)荷條件、蒸汽壓力和管道尺寸。值得注意的是，不凝結(jié)氣體可能積存在凝結(jié)水的后面。
熱靜力型疏水閥也可以用來排放蒸汽系統(tǒng)中的空氣。它排量大，排空氣性能良好。但不能適應(yīng)負(fù)荷的急劇變化，不適合蒸汽壓力變動(dòng)大的場(chǎng)合。
2.3 熱動(dòng)力型疏水閣
與熱靜力型蒸汽疏水閥相反，熱動(dòng)力型疏水閥是根據(jù)蒸汽和凝結(jié)水的運(yùn)動(dòng)速度不同，或者說既利用了蒸汽的凝結(jié)作用，又利用了凝結(jié)水的再蒸發(fā)作用。即蒸汽一旦冷卻，就產(chǎn)生凝結(jié)，形成低壓高壓張結(jié)水進(jìn)人低壓區(qū)，會(huì)引起再蒸發(fā)。另外，這種型式雙利用了蒸汽和凝結(jié)水的密度差和粘性系數(shù)差。
熱動(dòng)力型疏水閥體積小，重量輕，但不適用于大排量，且易有故障。
2.4 倒置桶型疏水閥
根據(jù)蒸汽和水比重不同的原理工作的機(jī)械式疏水閥。蒸汽進(jìn)人倒置桶內(nèi)，使桶浮起來，關(guān)閉出口閥。凝結(jié)水進(jìn)人疏水閥改變桶的浮力，使其下沉，打開疏水閥放出凝結(jié)水。與其他機(jī)械式疏水閥不同，倒置桶可以在蒸汽溫度下連續(xù)排放空氣和其他不凝結(jié)氣體。
倒置桶型疏水閥排除空氣能力強(qiáng)，沒有空氣氣堵和蒸汽汽鎖現(xiàn)象，排量大但有凍結(jié)的可能。
3 蒸汽疏水閥的選型
l）選擇符合使用條件的形式。
2）疏水負(fù)荷。
3）疏水閥前后壓力之差，疏水閥必須在這種壓差下打開。
4）疏水閥能承受系統(tǒng)zui高工作壓力和zui高工作溫度，由此來確定疏水閥殼體的材質(zhì)。
5）為了符合使用條件，蒸汽疏水閥的安裝方式要正確。
4 蒸汽管道疏水量的計(jì)算
4.1 啟動(dòng)時(shí)蒸汽管道疏水量的計(jì)算
4.1.1 估算的原始條件
高壓蒸汽管道暖管的溫升速度規(guī)定為 2℃~3℃/分鐘，且zui高不得超過 5℃/分鐘，故計(jì)算中選用 5℃/分鐘。
保溫材料的溫升速度取為鋼管溫升速度的一半。
4.1.2 啟動(dòng)疏水量的計(jì)算公式
啟動(dòng)疏水量 M=60×n×(G1×C1×Δt1+G2×C2×Δt2)/(Ig-Ib)
G1——單位長的鋼管重量或單只閥門的重量；
G2——單位長的鋼管保溫材料重量；
C1——鋼管比熱，大卡/公斤℃；
C1——保溫材料比熱；
Δt1——鋼管溫升速度，℃/分；
Δt2——保溫材料溫升速度，℃/分（取 Δt2 為 0.5Δt1，即為 2.5℃/分鐘計(jì)算）；
Ig——蒸汽焓，大卡/公斤；
Ib——蒸汽管道初壓下的飽和水焓，大卡/公斤；
n——管道長度；
4.2 蒸汽管道運(yùn)行時(shí)的疏水量計(jì)算
4.2.1 過熱蒸汽管道疏水量計(jì)算
經(jīng)常疏水量 G=q×n/(Ig-Ib) 公斤/小時(shí)；
q = 管道及閥門的散熱損失；
可按規(guī)程中關(guān)于管道的單位熱損失范圍中的數(shù)據(jù)；
Ig = 額定參數(shù)下的過熱蒸汽焓，大卡/公斤；
Ib = 額定參數(shù)下的飽合水焓；
n = 管道長度或閥門只數(shù)；
4.2.2 濕蒸汽管道經(jīng)常疏水量計(jì)算
因濕蒸汽本身帶有濕度，故與過熱蒸汽相比，經(jīng)常疏水量除應(yīng)考慮管道散熱而引起的疏水，還應(yīng)考慮濕蒸汽本身所含水分引起的疏水量。目前我國 CP1000 核電機(jī)組中的主汽及汽水分離再熱器前的 5 段、6 段、7 段抽汽均為濕蒸汽，故濕蒸汽管道疏水量的計(jì)算是核電機(jī)組熱力系統(tǒng)中的重要問題?？紤]到工程應(yīng)用的安全可靠性，統(tǒng)一按濕度中 0.1 做為疏水量。故濕蒸汽管道的經(jīng)常疏水量公式如下：
經(jīng)常疏水量 G=q×n/(Ig-Ib)+W×x×0.1 公斤/小時(shí)