浅析蒸汽疏水阀的选型及安装

薛胜华

【摘要】蒸汽疏水阀的作用是自动排除蒸汽管道或用汽设备中的蒸汽凝结水及空气等不凝气体，而不泄漏蒸汽。由于疏水阀的排水阻汽作用，它能防止蒸汽管道发生水锤，并可使蒸汽加热设备均匀给热，正常工作。蒸汽疏水阀的工作正常与否，影响着蒸汽管线及用汽设备的性能、热效率和寿命。本文简要分析了蒸汽常用疏水阀的选型原则及安装规范。

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一、常见蒸汽疏水阀的分类简介

疏水阀按工作原理可分为三大类：机械型疏水阀、热静力型疏水阀和热动力型疏水阀。

1、机械型疏水阀

機械型疏水阀，顾名思义是以机械方式工作，主要感应蒸汽和冷凝水之间密度的不同，基于浮力原理及杠杆原理，利用“浮球”或“浮筒”来操作疏水阀的开关。

机械型疏水阀主要有浮球式疏水阀和倒吊桶式疏水阀。

浮球型疏水阀的优点是：能够适应高低负荷的变化，连续排放冷凝水，排量大；缺点是：在室外暴露状态下容易结冰冻裂，需要加装保温。

倒吊桶式疏水阀的优点是：耐水锤，寿命长；缺点是：负荷突然变化时容易失去水封泄露蒸汽。

2、热静力型疏水阀

热静力型疏水阀是利用蒸汽和冷凝水之间的温差来操作疏水阀的敢问元件而控制疏水阀的开关。

热静力型疏水阀主要有压力平衡式疏水阀和双金属式疏水阀。

热静力型疏水阀的优点是：体积小、重量轻、安装空间小，可根据工作压力的变化而自动调节，耐水锤，不怕冰冻，排量大；缺点是冷凝水的排出温度必须低于饱和温度，因此在疏水阀前必须加装冷却段。

3、热动力型疏水阀

热动力型疏水阀是根据冷凝水通过疏水阀时产生二次蒸汽，而高速运动的二次蒸汽会产生一个低压区的简单原理来控制疏水阀的开关。

常见的圆盘式疏水阀就是热动力型疏水阀。

热动力型疏水阀的优点是：操作压力范围大，抗水锤，不怕冰冻，机构简单，能够快速判断是否正常工作且维修方便；缺点是：进口压力过低或背压过高时无法工作，设备起机阶段容易发生气阻。

二、蒸汽疏水阀门的选型原则

蒸汽疏水阀的种类很多，特性及适用工况又各不相同，因此在选择蒸汽疏水阀时，应依据实际的工况进行设计选型。本文从背压率、压差和疏水量三个方面，简述疏水阀选型的一般原则。

1、背压率

背压率是指实际工况中疏水阀前后压力比值，是系统需求；允许背压率是试验环境中不同蒸汽压力条件下，逐步提高疏水阀后端压力直至疏水阀不能正常排出冷凝水的最大阀后压力与阀前压力比值的平均值，是疏水阀自身的特性参数。

由于试验环境中介质稳定性高，背压的提升缓慢，因此允许背压率实际上是疏水阀的理论值或能到达的最大值。但在实际应用时应充分考虑到各类环境因素对疏水阀正常工作的影响（如：负荷的波动、安装条件的限制等等），因此，选型时需要疏水阀的允许背压率大于蒸汽冷凝水系统的实际背压率，且两者差值不能太小。

1.1 针对于无背压的蒸汽冷凝水系统（冷凝水自流至水箱或直排），选型时可不用考虑疏水阀的背压率。

1.2 有背压蒸汽冷凝水系统应优先选用允许背压率最高 （80%） 的机械型疏水阀；如因遇到装置空间、装置方式等条件限制时，可改用允许背压率适中 （50%） 的热动力型疏水阀；当蒸汽冷凝水系统需要有较大过冷度时（伴热管道等），可选择允许背压率最低（30%）的热静力型疏水阀。

2、压差

压差是指实际工况中疏水阀前后压力之差，是系统的实际需求； 最小允许压差是试验环境中不同蒸汽压力条件下，逐步提高疏水阀后端压力直至疏水阀不能正常排出冷凝水的最大阀后压力与阀前压力之差的平均值，是疏水阀自身的特性参数。最小允许压差实际上是疏水阀的理论值或能到达的最小值。但在实际应用时应充分考虑到各类环境因素对疏水阀正常工作的影响（如：负荷的波动等等），因此设计安装时需要蒸汽冷凝水系统实际压差大于疏水阀最小允许压差，否则疏水阀将不能正常工作。

3、疏水量

疏水量包括系统的冷凝水产量，以及疏水阀的额定疏水量。

3.1 系统的冷凝水产量包括：开工时管道的冷凝水量和生产时管道的冷凝水量。

3.2疏水阀的额定疏水量指的是试验环境中相同工艺条件下，额定时间内疏水阀排除冷凝水的实测值，是疏水阀的自身特性参数。

由于系统负荷的波动以及疏水阀间断排水等特点，在疏水量的计算时还需乘以“安全系数”，才能够选择正确疏水量的疏水阀。

三、疏水阀常见故障简析

1、疏水阀泄漏

疏水阀通常在投用后都需要再次热紧。但随着运行时间的增长，疏水阀就会出现泄漏，如丝堵、大盖垫片、法兰等处。这种泄漏一方面是由于阀门法兰面或阀体本身缺陷所致，另一方面是安装不规范，导致发生热冲击或水锤造成的。对于这类问题，首先应把好疏水阀的质量关，若使用中出现泄漏应及时更换垫片或重新连接丝扣。

2、疏水阀不工作

长期运行，疏水阀容易发生结垢、异物阻塞而致使疏水能力下降甚至不疏水。这类故障通常在工作现场就能发现。主要是在安装选型时，应选用自身带过滤网的疏水阀，或者在疏水阀的前端加装过滤器。

3、疏水阀泄露蒸汽

少量的蒸汽泄露，对于倒吊桶型等疏水阀来说，是正常现象，但大量蒸汽泄露，就表明疏水阀无法正常工作。这类故障需要长期的巡视观察来判断，也可通过专业的检测仪器检测出来。

四、疏水阀的安装简介

1、安装原则

1.1 蒸汽疏水阀时靠进出口压差工作的；

1.2 蒸汽疏水阀应安装在各加热设备最低点的下方，使凝结水能自然地、顺利地流入蒸汽疏水阀；

1.3 注意蒸汽疏水阀的安装方向、使用特性及旁通管道的设置。

2、安装方式

2.1 旁通管道的设置

2.2 集水槽的设置

2.3 蒸汽上升管道的前端必须安装疏水阀

五、结束语

疏水阀在全部蒸汽系统中往往很容易被认为只是个小配件，但其实对系统的安全经济运行影响很大，因此加强对疏水阀的认识、管理也是至关重要的。

参考文献

[1] ISBN7-111-08742-9 《阀门选用手册》 陆培文，孙晓霞，杨炯良编著 机械工业出版社

[2] 《实用蒸汽课程》 斯派莎克工程（中国）有限公司