浅谈蒸汽疏水阀的排量与背压

李国洲

【摘 要】介绍了排量与背压在蒸汽疏水阀选型过程中的考虑方法。

【关键词】蒸汽；疏水阀；排量；背压

蒸汽疏水阀是自动迅速地排出用汽设备及输气管道中的凝结水、积留空气及其它非凝性气体，并能防止蒸汽泄露的阀门。在工厂供热等蒸汽管网中，是应用最广泛的一种节能产品。在蒸汽的输送管、汽水分离器、二次蒸汽罐以及利用蒸汽来加热、干燥、保温、伴热、消毒、蒸馏、浓缩、蒸煮、换热、采暖、空调等工艺过程中所产生的凝结水，都必须使用蒸汽疏水阀来排除。

蒸汽使用设备内产生的凝结水是饱和蒸汽使用之后的状态。因为它只有显热，所以它不再具有加热作用。因此，为了不使加热效率降低，并持续保证加热效果，必须不断的排出设备内产生的凝结水。

作为蒸汽管网节能的主要配件——蒸汽疏水阀，被越来越多的用在蒸汽设备及管网中去，为高效使用蒸汽、保证设备正常运转而发挥着作用。

从本人了解的情况看，许多用户对疏水阀的排量与背压，存在着理解和正确认识的问题。因为疏水阀的这两项技术指标，关系到是否发挥蒸汽的最大热量，蒸汽设备是否能正常运行，疏水阀后面所配置的系统情况以及疏水阀能否在阀后系统中（即有背压的情况下）正常工作的问题。

一、蒸汽疏水阀的排量

蒸汽疏水阀的排量是广大用户及设计单位非常关心的问题。因为他们要满足换热设备及时排出排净凝结水，就必须按疏水阀的排量来选择和计算疏水阀的口径和数量。但广大用户及设计单位谈到国内不同厂家生产的同一类型、同一口径的疏水阀，其样本或说明书中所提供的排量却相差甚远，以致造成广大用户及设计单位的疑虑，举棋不定，难以定局，致使在疏水阀选用上，带来极大的困难及混乱。

这里我们首先要了解有关排量的术语。冷凝结水排量：在给定压差和20℃条件下蒸汽疏水阀一小时内能排出凝结水的最大重量。热凝结水排量：在给定压差和温度下蒸汽疏水阀一小时内能排出凝结水的最大重量。不特别说明时均指热凝结水排量。

下面我特别要说明的是关于疏水阀的排量与蒸汽使用设备容量（即凝结水产生量，也就是蒸汽消费量）的关系。我们知道，疏水阀制造厂在其产品样本上所标示的某型号蒸汽疏水阀的排量曲线，是指该疏水阀在某压差下（入口压力与出口压力之差）连续排放饱和温度凝结水时的排放量，即热凝结水排量。因此，如果我们采用“蒸汽使用设备的容量等于蒸汽疏水阀的排量”这一等式来选择蒸汽疏水阀肯定是错误的。原因是：

第一，实际上几乎所有的疏水阀在工作时都是间断排放的，连续排放的情况很少。第二，蒸汽使用设备所表明的容量是指常规运转状态下每小时的平均排水量，而在实际运转中，设备启动时凝结水的产生量明显增加，所以实际情况和理论知识有很大的差别。

所以正确的做法是：在确定疏水阀容量时，必须按“蒸汽使用设备的容量×安全率≤蒸汽疏水阀的容量”来进行选择。

关于安全率的选择：所谓“安全率”即是在确定蒸汽疏水阀容量时，蒸汽使用设备实际的凝结水产生量与所标出容量有误差时也能确保蒸汽疏水阀正常工作而估计的安全系数。蒸汽疏水阀的安全率随疏水阀及蒸汽使用装置的种类不同而异，如果不考虑蒸汽使用设备的种类和特性，安全率的最低值：间断（启闭）动作的蒸汽疏水阀的安全率一般可定为2～3，连续（按比例）动作的疏水阀的安全率可定为1.5。

所以在选定疏水阀时，应根据使用条件和用途，概略了解各种疏水阀的特征，能大体上决定选用的型式。然后，按照样本的介绍，确认压力条件及疏水阀排量，疏水阀的尺寸和连接形式。

这里我还要重点说明的是如何查看产品说明书或样本上的排量图。目前，在国内外各个疏水阀厂家的产品样本及说明书上，将疏水阀的排量以曲线的形式给出，一般横坐标为压差（疏水阀前压力与疏水阀后压力差），单位是MPa或kgf/cm2；纵坐标是排量，单位是KG/h或t/h。根据工况条件压差在排量图上确定疏水阀工作压差，按其压差沿纵坐标向上与排量曲线的交点，对应纵坐标的值，就是该产品在此压差下的排量。

二、蒸汽疏水阀的背压

现将有关压力、背压的术语说明如下：

蒸汽疏水阀最高允许压力（PMA）：是在给定温度下蒸汽疏水阀壳体能够持久承受的最高压力。

工作压力：在工作条件下蒸汽疏水阀进口端的压力。

最高工作压力：在正常动作条件下，蒸汽疏水阀进口端的最高压力，它由制造厂给定。

最低工作压力：在正常动作条件下，蒸汽疏水阀进口端的最低压力。

工作压差：工作压力与工作背压的差值。机械型疏水阀和热静力型疏水阀需要0.1kgf/cm2以上的压差，而热动力型疏水阀则需要0.3kgf/cm2以上的压差。

最大压差：工作压力与工作背压的最大差值。

最小压差：工作压力与工作背压的最小差值。

动作压差：蒸汽疏水阀正常动作时需要动作压力差（一般称压差）。所谓动作压差是指蒸汽疏水阀进口蒸汽压力与出口蒸汽压力之差。

工作背压：在工作条件下，蒸汽疏水阀出口端的压力。

最高工作背压：在最高工作压力下，能正确动作时蒸汽疏水阀出口端的最高压力。

最高背压率：最高工作背压与最高工作压力的百分比。

背压率：工作背压与工作压力的百分比。

蒸汽疏水阀的出口是通向大气还是与凝结水回收管相连，这对选型来说是一个重要的因素。这是因为各种型式的蒸汽疏水阀都有最低背压率要求。蒸汽疏水阀技术条件规定：机械型蒸汽疏水阀大约是90%；热静力型蒸汽疏水阀大约是30%；热动力型蒸汽疏水阀大约是50%。但在实际中，热动力型蒸汽疏水阀的背压是进口压力的75%时是可以动作的，当超过75%时就不动作了。可见热动力型蒸汽疏水阀的最高背压率为75%。但在实际应用中则把使用范围限制在50%。因此，用于凝结水回收需要高背压时，机械型蒸汽疏水阀最恰当。

疏水阀技术条件中规定疏水阀排水量的测定是在出口接通大气的情况下。.也就是在疏水阀出口端压力为零，亦即背压为零时来测定疏水阀的排水量。但广大用户及设计单位见到的说明书，其排量是以压差标注的，这就会给人以误解。因为尽管压差相同，但其疏水阀之进出口压力，可变化为许多种，背压率却大不相同。例如设定压差为1kgf/cm2时，当进口压力为2kgf/cm2，出口压力为1kgf/cm2时，则其压差即为1kgf/cm2，背压率为50%。但进口压力为4kgf/cm2，而出口压力为3kgf/cm2时，其压差亦为1kgf/cm2，背压率则变为75%。仅就上面两例来看，虽然其压差相同，但疏水阀的工作狀况，排量大小已有很大改变。当使用热动力式疏水阀时，在前者的1kgf/cm2压差下，就可以正常工作和排水，而在后者1kgf/cm2压差下，非但不能正常工作，而且也很难排出凝结水了。亦即当进出口压力不同，尽管压差相同时，疏水阀的排量却不尽相同，有时相差甚远。因此要确切的说明疏水阀的排量，只能在一个特定的条件下来测定，那就是疏水阀出口端压力为零的情况下来测定。因为这时所标注的压差就只有一个了。

结束语：

综上所述本人认为，所谓蒸汽疏水阀的排量，亦即是疏水阀出口端压力为零时所测出的排量。只有在这时，同类型、同口径的疏水阀的排水量，才有可比的条件，才是蒸汽疏水阀真实可比的排水量，故说明书中提供的排水量数据，应是这种条件下测出来的排水量，这样才能便于广大用户及设计单位来选择及应用。