白伟(石家庄白龙化工股份有限公司 河北石家庄 050031)
蒸汽疏水阀是一种能从设备和管道中起到阻汽排水作用的阀门。不要小瞧这小小的东西,它起到的作用却是很大的。只有充分掌握疏水阀的特点和性能,才能把它用好用活,让它更好的服务我们的工艺流程,以及达到节能的目的。下面对疏水阀的种类和蒸汽疏水量的计算进行一些探讨。
1.机械型疏水阀,也就是平时所说的浮子型疏水器,主要包括自由浮球式、半浮球式、倒吊桶式、钟形浮子式等等。这类疏水阀是利用凝结水与蒸汽的密度差,通过阀门内水的液位变化达到浮子自动升降,从而起到疏水的目的。是化工生产中最常见的一种疏水器,换热器的热效率最佳,笔者在车间翅片管换热器和再沸器换热器中使用这种换热器,效果很理想。
2.热动力型疏水阀,有圆盘式和脉冲式这两种形式,最为常见的是圆盘式,热动力圆盘式蒸汽疏水阀是利用蒸汽和凝结水的热动力学不同的特性,由伯努利方程可知,在相同的压力下,由于阀门内气体和液体流速不一样,阀片上下产生不同压差,驱动圆盘阀片运动,从而达到阻汽排水目的。笔者在蒸汽管道补偿弯放净处和蒸汽采暖系统中使用这种类型的疏水器,体积小,重量轻、结构简单,维修方便等优点充分的体现出来。
3.热静力型疏水阀:热静力型疏水阀有波纹管式、双金属片式等形式,由于依靠温差而动作,所以其动作不灵敏,不能随负荷的急剧变化而变化,所以日常的化工生产中较少的使用,所以笔者就不在详细介绍。
疏水阀的选型,主要是疏水阀的排水量的选择,疏水阀的排水量 Q可按下式计算:
上式中Ap为疏水阀的排水系数,△p为疏水阀前后的压力差(单位kpa)
D为疏水阀的排水孔直径(单位mm)
一般生产厂家会在产品样本中提供各种不同规格和不同情况下的排水量,可依据这些数据来合理选择疏水阀。由于刚开车时疏水阀的排水量比正常工作时大,所以在实际选型时应按疏水阀计算值排水量的2-3倍来选择。
疏水阀前后的设计压差值直接影响疏水阀的选择,由上面疏水量的计算公式就知道了压差不同疏水阀的排水量也不同。在化工生产中经常出现疏水阀使用寿命短的现象,根本原因大多都是疏水阀前后压差选择的不合理。顾名思义,疏水阀的前后压差就是阀门前的蒸汽压力减去阀门后的压力值,这里要把阀门前、阀门后的压力与疏水阀的公称压力区别开来,千万不要混淆了。值得一提的是疏水阀后的压力值(背压值)非常重要,一些工程技术人员往往会忽视它,有些人为了保证疏水阀能够正常工作,通常会选择背压值较高的疏水阀,但那样的话疏水阀前后压差势必会随之减小,最后的结果只有增加疏水阀排水孔直径来保证疏水量。疏水阀的背后压要看阀门后的凝水是直接排空还是有集水罐这两种情况:(1)当疏水阀后凝水直接排空时,疏水阀的背后压值为0。(2)当疏水阀排出的凝水去集水罐,此时疏水阀的背后压P可以进行如下计算:P=△P+P1+H(△P为回水管的阻力、P1为集水箱内的压力、H为回水管抬升高度的压头)
选择疏水阀时,系统蒸汽最高温度值来选择疏水阀。值得读者注意的是在过热蒸汽系统选择疏水阀时,应该选择过热蒸汽专用疏水阀。
疏水阀的工艺条件决定以后,当按照上面的原则满足以后,结合制造厂家的产品样本来选择疏水阀的规格尺寸。
疏水阀虽然是蒸汽系统中微不足道的部分,但对整个蒸汽系统的节能起着至关重要的作用。合理的疏水阀选型是用汽设备正常生产的保证,更是化工企业有效节约生产成本与能源的保障。