石油化工蒸汽疏水器選型分析 簡(jiǎn)要介紹了疏水閥的三大種類:機(jī)械型疏水閥、熱靜力型疏水閥和熱動(dòng)力型疏水閥。比較了各種疏水閥的性能，詳述了疏水閥的工作壓差、允許最高背壓以及凝結(jié)水量等的計(jì)算，通過疏水閥分類和工作原理的介紹，指導(dǎo)疏水閥的選型和使用。 在石化行業(yè)大量地使用蒸汽。及時(shí)排除蒸汽系統(tǒng)中的凝結(jié)水、減少蒸汽的泄漏;提高蒸汽使用設(shè)備的熱效率等問題，是行業(yè)節(jié)能降耗工作的重要內(nèi)容。蒸汽疏水閥是解決這些問題的重要設(shè)備，蒸汽疏水閥是用在蒸汽加熱設(shè)備或蒸汽輸送管線上，起自動(dòng)阻汽排水作用的裝置。它的工作就是盡快地把積存在系統(tǒng)中的凝結(jié)水、空氣和二氧化碳?xì)怏w排到系統(tǒng)之外，保證工作的高效和經(jīng)濟(jì)性。疏水閥的正確選擇、安裝使用直接影響到蒸汽系統(tǒng)的安全運(yùn)行和節(jié)能工作的好壞。石化作為大型的石油化工企業(yè)其利用蒸汽的設(shè)備數(shù)量多。各種類型的蒸汽換熱設(shè)備，對(duì)蒸汽疏水閥的要求不同。每一種型式和種類的疏水閥適用于不同的工作環(huán)境。因此，正確選擇疏水閥的形式顯得尤為重要。 
1石油化工蒸汽疏水器選型分析的分類
疏水閥總共分成三大類:機(jī)械型、熱靜力型、熱動(dòng)力型。蒸汽在產(chǎn)生、分配、輸送、換熱、和冷凝等過程中必須使用自動(dòng)疏水閥，在實(shí)際運(yùn)行中存在一些不可避免的影響因素比如腐蝕、震動(dòng)、過熱、冰凍、污垢堵塞、冷凝水的回收背壓、閃蒸等情況，會(huì)影響疏水閥的長(zhǎng)久穩(wěn)定運(yùn)行。疏水閥必須根據(jù)實(shí)際的工況和應(yīng)用加以考慮，任何理想狀態(tài)的設(shè)計(jì)可能會(huì)導(dǎo)致實(shí)際使用的失效。
1.1機(jī)械型疏水閥(也稱浮子型)
該類疏水閥是利用凝結(jié)水與蒸汽的密度差，通過凝結(jié)水位升降帶動(dòng)浮子開啟和關(guān)閉閥座，達(dá)到阻汽排水的目的。目前有自由浮球式，杠桿浮球式，倒吊桶式等。
該類的疏水閥的特點(diǎn):所排的凝結(jié)水溫度接近設(shè)備中的飽和蒸汽溫度，最高備壓率85%，使生產(chǎn)工藝設(shè)備和凝結(jié)水回收工程立項(xiàng)的疏水閥。幾種機(jī)械型疏水閥性能比較見表1。 
表1機(jī)械性疏水閥性能對(duì)比表
| 疏水閥型式 | 性能特點(diǎn) | | 自由浮球式疏水閥 | 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，有水即排，能連續(xù)排水，浮球同時(shí)又作閥瓣，無易損零件，工作質(zhì)量高，使用壽命長(zhǎng)，無蒸汽泄漏，節(jié)能效果好。 | | 杠桿浮球式疏水閥 | 靈敏度比浮球式差一些，能連續(xù)排水，體積較大，有杠桿機(jī)構(gòu)易損件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無蒸汽泄漏，節(jié)能效果好 | | 倒吊桶式疏水閥 | 靈敏度比浮球式差一些，間斷排水，耐水擊，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，通常由于連續(xù)件磨損使動(dòng)作失靈 | | 倒吊桶式過熱蒸汽疏水閥 | 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，耐水擊，不怕凍，垂直安裝，耐高溫高壓，適用于過熱，高壓，小負(fù)荷工作下的高壓蒸汽管線疏水 |
1.2熱靜力型疏水閥
該疏水閥是利用蒸汽和凝結(jié)水的溫度差引起感溫元件的變形或膨脹來帶動(dòng)閥芯開啟或關(guān)閉，起阻汽排水作用，有膜盒式，雙金屬片和波紋管式，排水溫度較低，適用于伴熱管線， 采暖設(shè)備和一些允許有部分高溫凝結(jié)水的小型加熱設(shè)備和蒸汽管線的疏水，最高背壓率60%。
幾種熱靜力型疏水閥性能比較見表2。
表2熱靜力型疏水閥性能對(duì)比表
| 疏水閥型式 | 性能特點(diǎn) | | 膜盒式疏水閥 | 耐水擊，靈敏度高，過冷度為13℃和30℃，不怕凍，體積小，任何位置可安裝，無蒸汽泄漏，壽命 | | 雙金屬片疏水閥 | 耐水擊過冷度可人工調(diào)節(jié)，不怕凍，體積小，任何位置可安裝，雙金屬片有疲勞性，靈敏度較差 | | 波紋管式疏水閥 | 排水溫度可調(diào)節(jié)，體積小，不怕凍，任何位置可安裝，無蒸汽泄漏，適用于低壓蒸汽采暖設(shè)備 |
1.3熱動(dòng)力型疏水閥
該疏水閥更具變相原理，利用蒸汽和凝結(jié)水流速和體積的熱動(dòng)力學(xué)不同的特性，帶動(dòng)法片開啟和關(guān)閉，由圓盤式，脈沖式和孔板式。 幾種熱動(dòng)力型疏水閥性能比較見表3
表3熱動(dòng)力型疏水閥性能對(duì)比表
| 疏水閥型式 | 性能特點(diǎn) | | 圓盤式疏水閥 | 體積小，耐水擊，不怕凍，間斷排水，過冷度為8～15℃，有噪音，最高背壓為50%，漏氣率小于3% | | 脈沖式疏水閥 | 體積小，耐水擊，能排飽和溫度凝結(jié)水，接近連續(xù)排水，最高背壓為25%，壽命短，漏氣量達(dá) | | 孔板式疏水閥 | 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，耐水擊，連續(xù)排水，比適用于凝液量波動(dòng)大的用氣設(shè)備 | | 圓盤式蒸汽保溫型疏水閥 | 材質(zhì)為合金鋼，耐水擊，不怕凍耐高溫高壓，耐磨損，壽命長(zhǎng)，適用于高溫高壓的蒸汽主管線疏水 |
目前現(xiàn)場(chǎng)采用的疏水閥型式主要為雙金屬式、膜盒式。 
2石油化工蒸汽疏水器選型分析的正確選擇
上面介紹了疏水閥的工作原理和不同類型疏水閥的性能特點(diǎn)，下面講一下疏水閥的選擇:選擇疏水閥時(shí)，不能單純從最大排放量選擇，只根據(jù)管徑大小來選用疏水閥。必須根據(jù)疏水閥選擇原則并結(jié)合凝結(jié)水系統(tǒng)的具體情況來選用。一般情況下，應(yīng)按以下三個(gè)方面選用。
2. 1根據(jù)加熱設(shè)備和對(duì)排出凝結(jié)水的要求來選擇疏水閥的型式
對(duì)于要有最快的加熱速度，加熱溫度控制要求嚴(yán)的加熱設(shè)備，需保持在加熱設(shè)備中不能積存凝結(jié)水，只要有水就得排，則選擇能排飽和水的機(jī)械型疏水閥為最好。因?yàn)樗怯兴团诺氖杷y，能及時(shí)消除設(shè)備中因積水造成的不良后果，迅速提高和保證設(shè)備所要求的加熱效率。
對(duì)于有較大的受熱面，對(duì)加熱速度、加熱溫度控制要求不嚴(yán)的加熱設(shè)備，可以允許積水，如:蒸汽采暖疏水、工藝伴熱管線疏水等。則應(yīng)選用熱靜力型疏水閥。
對(duì)于中低壓蒸汽輸送管道，管道中產(chǎn)生的凝結(jié)水必須迅速排除，否則易造成水擊事故。蒸汽中含水率提高，使蒸汽的溫度降低，滿足不了用汽設(shè)備工藝要求。因此，中低壓蒸汽輸送管道選用機(jī)械型疏水閥為最好。總之，必須根據(jù)加熱設(shè)備和用途，對(duì)疏水閥型式進(jìn)行合理選擇。詳見表4。
石油化工蒸汽疏水器選型分析疏水閥的選型表
| 加熱設(shè)備和用途 | 選用疏水閥型式 | | 蒸汽輸送管網(wǎng) | 機(jī)械型(自由浮球式、倒吊桶式)、熱動(dòng)力型 | | 工藝伴熱管線 | 熱靜力型(雙金屬式、波紋管式、隔膜式)熱交換器機(jī)械型(自由浮球式、倒吊桶式) | | 加熱器、干燥器 | 機(jī)械型(自由浮球式、倒吊桶式)、熱靜力型 | | 暖氣(散熱器、對(duì)流散熱器) | 熱靜力型(雙金屬式疏水閥、散熱器疏水閥) |
2.2確定疏水閥的連接方式、安裝方式
根據(jù)用氣設(shè)備的最高工作壓力、最高工作溫度，確定疏水閥的公稱壓力、閥體材質(zhì)，由此來確定疏水閥的連接方式、安裝方式等。
疏水閥的公稱壓力不能低于蒸汽使用設(shè)備的最高工作壓力。同時(shí)，根據(jù)疏水閥公稱壓力、最高工作溫度、安裝環(huán)境等選定閥體的材料。
疏水閥的最高工作溫度根據(jù)蒸汽使用設(shè)備所使用的蒸汽來確定，選擇時(shí)應(yīng)不低于使用蒸汽的溫度。
疏水閥有臥式和立式兩種安裝方式，根據(jù)管線與疏水閥的連接位置來確定。疏水閥的連接方式有螺紋、法蘭、焊接等，必須根據(jù)疏水閥的最高工作壓力、最高工作溫度及蒸汽使用設(shè)備相應(yīng)連接部分要求來確定。
2.3根據(jù)排水量的大小，選擇確定疏水閥的性能參數(shù)
疏水閥各種壓差下的排水量，則是選擇疏水閥的一個(gè)重要因素。如果所選用安裝的疏水閥排水量太小，就不能及時(shí)排除已到達(dá)該疏水閥的全部凝結(jié)水，使凝結(jié)水受阻倒流，最終將造成堵塞，使設(shè)備加熱效率顯著降低。相反，選用排量太大的疏水閥將導(dǎo)致閥門關(guān)閉件過早的磨損和失效。隨著閥體增大，其制造成本也將增大，不經(jīng)濟(jì)。因此，對(duì)設(shè)備或管道內(nèi)產(chǎn)生的凝結(jié)水量，必須正確測(cè)量和計(jì)算。在確定疏水閥的排水量時(shí)，應(yīng)根據(jù)各種用汽設(shè)備的特點(diǎn)、疏水閥的排放形式來確定“安全系數(shù)K"。
一般應(yīng)按下式計(jì)算:
疏水閥的每小時(shí)排水量=設(shè)備或管道每小時(shí)產(chǎn)生的凝結(jié)水量× 安全系數(shù)K
其中安全系數(shù)K，是從經(jīng)驗(yàn)中得出的數(shù)據(jù)。安全系數(shù)K的確定，其影響因素主要有兩方面:一方面是疏水閥的排水性能。另一方面是蒸汽使用設(shè)備的種類。如果排水特性變化大，
又是間斷運(yùn)行的設(shè)備，那么安全系數(shù)要選取偏大，反之則取偏小為好。綜合各方面因素，對(duì)不同的蒸汽使用設(shè)備建議分別取安全系數(shù)K = 2～4。常用蒸汽疏水閥安全系數(shù)如表5所示。
表5常用蒸汽疏水閥安全系數(shù)K表
| 供熱系統(tǒng) | 使用情況 | 安全系數(shù)K推薦值 | | 蒸汽輸送管網(wǎng) | 每100 m、管道低點(diǎn)、管道末端、控制閥前前 | 3 | | 工藝伴熱管線 | 一般100～200 m設(shè)疏水點(diǎn) | 3 | | 熱交換器、加熱器、干燥器 |
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3常見型式石油化工蒸汽疏水閥選型分析使用安裝注意事項(xiàng)
在日常生產(chǎn)運(yùn)行過程中，各種型式的疏水閥在使用過程中都有需要注意的地方，下面以列表的形式對(duì)比了對(duì)不同型式疏水閥的使用注意事項(xiàng)，具體如表6所示。
表6常見疏水閥型式及使用注意事項(xiàng)表 
| 疏水閥型式 | 注意事項(xiàng) | | 自由浮球式蒸汽疏水閥 | ①安裝前必須清洗管路，除去雜質(zhì);
②水平安裝在管路的點(diǎn)，流向與閥體標(biāo)注方向一致，盡可能靠近加熱設(shè)備;
③定期保養(yǎng)，清除過濾網(wǎng)和腔體內(nèi)的污物 | | 膜盒式蒸汽疏水閥 | ①安裝前用蒸汽將管路清洗干凈;
②疏水閥流向要與管路流向一致，使用壓力不能超過閥體銘牌的最高工作壓力;
③裝在管路的點(diǎn)，定期保養(yǎng)，清除過濾網(wǎng)和腔體內(nèi)的污物 | | 雙金屬片式蒸汽疏水閥 | ①安裝前用蒸汽將管路清洗干凈疏水閥流向要與管路流向一致，使用壓力不能超過閥體銘牌的最高工作壓力，裝在管路的點(diǎn)，定期保養(yǎng);
②如需改變疏水溫度和排量時(shí)，可擰開防護(hù)帽，松開鎖緊螺母，調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)螺釘，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，疏水量減少，疏水溫度降低，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，疏水量增大，疏水溫度升高，調(diào)整后將鎖進(jìn)螺母擰緊 | | 式蒸汽疏水閥 | ①安裝前用蒸汽將管路清洗干凈;
②疏水閥流向要與管路流向一致，使用壓力不能超過閥體銘牌的最高工作壓力，定期保養(yǎng)，清除過濾網(wǎng)前和腔體內(nèi)的污物 |
4石油化工蒸汽疏水器選型分析故障排除 
常見疏水閥故障原因
| 故障現(xiàn)象 | 故障原因 | | 冷閥不排水 | ①磨損，閥座孔放大;
②回水管線內(nèi)的高真空增加了壓差，超過了疏水閥的工作壓差;
③疏水閥前的過濾器堵;
④管線其它部位的閥門損壞;
⑤管線或彎頭堵塞;
⑥疏水閥體被污物堵塞;
⑦對(duì)浮球式疏水閥，如果空氣排氣孔堵塞，就會(huì)產(chǎn)生氣阻現(xiàn)象;
⑧對(duì)熱靜力型疏水閥。波紋管元件由于水擊可能損壞，使疏水閥關(guān)死;
⑨對(duì)圓盤式疏水閥，疏水閥可能會(huì)反裝 | | 熱閥不排水 | 疏水閥安裝在有泄漏的旁通閥上，造成無凝結(jié)水流向疏水閥 | | 蒸汽損失疏水閥有新鮮蒸汽噴出 | ①水垢堵住閥座孔，造成閥門關(guān)不上;
②部件磨損或松動(dòng)，造成閥門關(guān)不上;
③對(duì)于浮球式的疏水閥，熱靜力元件損壞而關(guān)不上 | | 連續(xù)排入放 | ①疏水閥太小;
②低壓場(chǎng)合安裝了一個(gè)高壓疏水閥 |
列出了疏水閥在使用過程中出現(xiàn)的故障以及對(duì)應(yīng)的故障原因分析，以期最快地判斷原因，并有的放矢地解決問題。
5石油化工蒸汽疏水器選型分析管理使用建議 疏水閥是自動(dòng)排除加熱設(shè)備或蒸汽管道中的蒸汽凝結(jié)水及空氣等不凝氣體，同時(shí)不泄漏蒸汽的一種裝置。由于疏水閥具有阻汽排水的作用，可使蒸汽加熱設(shè)備均勻給熱，充分利用蒸汽潛熱防止蒸汽管道中發(fā)生水錘。它是各種加熱工藝設(shè)備所需溫度和熱量并能正常工作的一種節(jié)能產(chǎn)品。 (1)目前各制造廠疏水閥的質(zhì)量參差不齊，因此，選擇質(zhì)量好、價(jià)格合理疏水閥制造廠是解決目前現(xiàn)場(chǎng)疏水閥生產(chǎn)廠家多，質(zhì)量不能保證的首要問題。
(2)制訂正確細(xì)致的疏水閥安裝的操作規(guī)程，防止人為原因造成疏水閥工作不正常，影響到其它設(shè)備的正常工作。
(3)建立疏水閥的使用和跟蹤記錄，考量疏水閥的使用壽命和使用效果。 |
