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化工蒸汽疏水閥選型指南

蒸汽疏水閥產(chǎn)品的類型很多。例如，疏水閥主要分為杠桿浮球式疏水閥，倒吊桶式疏水閥，熱動力式疏水閥，進(jìn)口熱靜力式和雙金屬疏水閥，進(jìn)口雙金屬疏水閥。所有類型的陷阱都有不同的操作原理，結(jié)構(gòu)特征和使用限制。在機(jī)械式疏水閥中，兩個常用的疏水閥是倒置桶式疏水閥和浮球式疏水閥，通常用作熱交換器的排污口和蒸汽分離器的排污口。

倒置桶式疏水閥，也稱為倒置桶式疏水閥，利用冷凝水和蒸汽密度差的工作原理。內(nèi)部結(jié)構(gòu)通過杠桿系統(tǒng)連接到倒車鏟斗，以克服蒸汽壓力開關(guān)。反向鏟斗陷阱內(nèi)部是一個反向鏟斗陷阱。桶是液體敏感部件，并且倒置桶的開口向下。

啟動后，管道中立即有空氣和低溫排放物排出，這時疏水閥打開，空氣和低溫排放物迅速排出，設(shè)備內(nèi)部的溫度迅速升高。當(dāng)蒸汽進(jìn)入換向鏟斗時，換向鏟斗產(chǎn)生向上的浮力，浮力連接到杠桿以驅(qū)動閥芯并關(guān)閉閥。倒置鏟斗上有一個小孔，可以自動排出空氣，當(dāng)一部分蒸汽從該小孔排出時，蒸汽的另一部分會排出。當(dāng)蒸汽重新進(jìn)入換向鏟斗時，閥再次關(guān)閉，周期性地致動，并間歇排放。

疏水閥是用于蒸汽管網(wǎng)及設(shè)備中，能自動排出凝結(jié)水、空氣及其它不凝結(jié)氣體，疏水閥在蒸汽加熱系統(tǒng)中起到阻汽排水作用，選擇合適的疏水閥，可使蒸汽加熱設(shè)備達(dá)到最高工作效率。要想達(dá)到的效果，就要對各種類型疏水閥的工作性能、特點進(jìn)行全面的了解。

根據(jù)化工蒸汽疏水閥選型指南工作原理的不同，蒸汽疏水閥可化為以下三種類型：

　　1、機(jī)械型：依靠蒸汽疏水閥內(nèi)凝結(jié)水液位高度的變化而動作，包括： 浮球式：浮子為封閉的空心球體。敞口向上浮子式：浮子為開口向上的桶型。 3、敞口向下浮子式：浮子為開口向下的桶型 。

　　2、熱靜力型：依靠液體溫度的變化而動作，包括： 雙金屬片：敏感原件為雙金屬片。 蒸汽壓力式：敏感原件為波紋管或墨盒，內(nèi)部充入揮發(fā)性液體。

　　3、熱動力型：依靠液體的熱動力學(xué)性質(zhì)的變化而動作。 圓盤式：由于在相同的壓力下，液體與氣體的流速不同，所產(chǎn)生的不同的動，靜壓力，驅(qū)使圓盤閥片動作 。脈沖式：由于不同溫度的凝結(jié)水通過兩極串連節(jié)流孔板式，坐在兩極節(jié)流孔板之間形的不同壓力，驅(qū)使閥瓣動作。

疏水閥疏水閥的品種很多，各有不同的性能，要能“識別"蒸汽和凝結(jié)水，才能起到阻汽排水作用。“識別" 蒸汽和凝結(jié)水基于三個原理：密度差、溫度差和相變。于是就根據(jù)三個原理制造出三種類型的疏水閥：分類為機(jī)械型、熱靜力型、熱動力型。

機(jī)械型疏水閥：機(jī)械型也稱浮子型，是利用凝結(jié)水與蒸汽的密度差，通過凝結(jié)水液位變化，使浮子升降帶動閥瓣開啟或關(guān)閉，達(dá)到阻汽排水目的。機(jī)械型疏水閥的過冷度小，不受工作壓力和溫度變化的影響，有水即排，加熱設(shè)備里不存水，能使加熱設(shè)備達(dá)到最佳換熱效率。最大背壓率為80%，工作質(zhì)量高，是生產(chǎn)工藝加熱設(shè)備的疏水閥。機(jī)械型疏水閥有自由浮球式、自由半浮球式、杠桿浮球式、倒吊桶式等。

化工蒸汽疏水閥選型指南

1. 自由浮球式疏水閥：自由浮球式疏水閥的結(jié)構(gòu)簡單，內(nèi)部只有一個活動部件精細(xì)研磨的不銹鋼空心浮球，既是浮子又是啟閉件，無易損零件，使用壽命很長，YQ疏水閥內(nèi)部帶有Y系列自動排空氣裝置，非常靈敏，能自動排空氣，工作質(zhì)量高。 設(shè)備剛啟動工作時，管道內(nèi)的空氣經(jīng)過Y系列自動排空氣裝置排出，低溫凝結(jié)水進(jìn)入疏水閥內(nèi)，凝結(jié)水的液位上升，浮球上升，閥門開啟，凝結(jié)水迅速排出，蒸汽很快進(jìn)入設(shè)備，設(shè)備迅速升溫，Y系列自動排空氣裝置的感溫液體膨脹，自動排空氣裝置關(guān)閉。疏水閥開始正常工作，浮球隨凝結(jié)水液位升降，阻汽排水。自由浮球式疏水閥的閥座總處于液位以下，形成水封，無蒸汽泄漏，節(jié)能效果好。最小工作壓力0.01Mpa，從0.01Mpa至最高使用壓力范圍之內(nèi)不受溫度和工作壓力波動的影響，連續(xù)排水。能排飽和溫度凝結(jié)水，最小過冷度為0℃，加熱設(shè)備里不存水，能使加熱設(shè)備達(dá)到最佳換熱效率。背壓率大于85%，是生產(chǎn)工藝加熱設(shè)備的疏水閥之一。

自由浮球式蒸汽疏水閥是排除用汽設(shè)備，蒸汽配管，高溫伴熱工況中冷凝水的優(yōu)選。自由浮球式蒸汽疏水閥能夠瞬時、連續(xù)排除進(jìn)入閥體的冷凝水，防止冷凝水積存，減少蒸汽配送管線中的水錘風(fēng)險；同時確保換熱空間內(nèi)充滿蒸汽，提高換熱設(shè)備的工作效率。

此外，自由浮球式蒸汽疏水閥的的“水封"設(shè)計，使得疏水閥閥內(nèi)的冷凝水液位始終高于排放冷凝水的閥嘴，確保蒸汽“零泄漏"，是真正意義上高能效的產(chǎn)品。自由浮球式蒸汽疏水閥能夠瞬時、連續(xù)排除進(jìn)入閥體的冷凝水，防止冷凝水積存，減少蒸汽配送管線中的水錘風(fēng)險；同時確保換熱空間內(nèi)充滿蒸汽，提高換熱設(shè)備的工作效率。 此外，自由浮球式蒸汽疏水閥的的“水封"設(shè)計，使得疏水閥閥內(nèi)的冷凝水液位始終高于排放冷凝水的閥嘴，確保蒸汽“零泄漏"，是真正意義上高能效的產(chǎn)品。

　　2. 自由半浮球式疏水閥：自由半浮球式疏水閥只有一個半浮球式的球桶為活動部件，開口朝下，球桶即是啟閉件，又是密封件。整個球面都可為密封，使用壽命很長，能抗水錘，沒有易損件，經(jīng)久耐用，無蒸汽泄漏。背壓率大于80%，能排飽和溫度凝結(jié)水，最小過冷度為0℃，加熱設(shè)備里不存水，能使加熱設(shè)備達(dá)到最佳換熱效率。當(dāng)裝置剛啟動時，管道內(nèi)的空氣和低溫凝結(jié)水經(jīng)過發(fā)射管進(jìn)入疏水閥內(nèi)，閥內(nèi)的雙金屬片排空元件把球桶彈開，閥門開啟，空氣和低溫凝結(jié)水迅速排出。當(dāng)蒸汽進(jìn)入球桶內(nèi)，球桶產(chǎn)生向上浮力，同時閥內(nèi)的溫度升高，雙金屬片排空元件收縮，球捅漂向閥口，閥門關(guān)閉。當(dāng)球桶內(nèi)的蒸汽變成凝結(jié)水，球桶失去浮力往下沉，閥門開啟，凝結(jié)水迅速排出。當(dāng)蒸汽再進(jìn)入球桶之內(nèi)，閥門再關(guān)閉，間斷和連續(xù)工作。

　　3. 杠桿浮球式疏水閥：杠桿浮球式疏水閥基本特點與自由浮球式相同，內(nèi)部結(jié)構(gòu)是浮球連接杠桿帶動閥心，隨凝結(jié)水的液位升降進(jìn)行開關(guān)閥門。杠桿浮球式疏水閥利用雙閥座增加凝結(jié)水排量，可達(dá)到體積小排量大，最大疏水量達(dá)100噸/小時，是大型加熱設(shè)備疏水閥。

　　4. 倒吊桶式疏水閥：倒吊桶式疏水閥內(nèi)部是一個倒吊桶為液位敏感件，吊桶開口向下，倒吊桶連接杠桿帶動閥心開閉閥門。倒吊桶式疏水閥能排空氣，不怕水擊，抗污性能好。過冷度小，漏汽率小于3%，最大背壓率為75%，連接件比較多，靈敏度不如自由浮球式疏水閥。因倒吊桶式疏水閥是靠蒸汽向上浮力關(guān)閉閥門，工作壓差小于0.1MPA時，不適合選用。當(dāng)裝置剛啟動時，管道內(nèi)的空氣和低溫凝結(jié)水進(jìn)入疏水閥內(nèi)，倒吊桶靠自身重量下墜，倒吊桶連接杠桿帶動閥心開啟閥門，空氣和低溫凝結(jié)水迅速排出。當(dāng)蒸汽進(jìn)入倒吊桶內(nèi)，倒吊桶的蒸汽產(chǎn)生向上浮力，倒吊桶上升連接杠桿帶動閥心關(guān)閉閥門。倒吊桶上開有一小孔，當(dāng)一部份蒸汽從小孔排出，另一部份蒸汽產(chǎn)生凝結(jié)水，倒吊桶失去浮力，靠自身重量向下沉，倒吊桶連接杠桿帶動閥心開啟閥門，循環(huán)工作，間斷排水。

　　二.化工蒸汽疏水閥選型指南熱靜力型疏水閥：

這類疏水閥是利用蒸汽和凝結(jié)水的溫差引起感溫元件的變型或膨脹帶動閥心啟閉閥門。熱靜力型疏水閥的過冷度比較大，一般過冷度為15度到40度，它能利用凝結(jié)水中的一部分顯熱，閥前始終存有高溫凝結(jié)水，無蒸汽泄漏。是在蒸汽管道，伴熱管線、小型加熱設(shè)備，采暖設(shè)備，溫度要求不高的小型加熱設(shè)備上，疏水閥 。熱靜力型疏水閥有膜盒式、波紋管式、雙金屬片式

　　1. 膜盒式疏水閥：膜盒式疏水閥的主要動作元件是金屬膜盒，內(nèi)充一種氣化溫度比水的飽和溫度低的液體,有開閥溫度低于飽和溫度15℃和30℃兩種供選擇。膜盒式疏水閥的反應(yīng)特別靈敏，不怕凍，體積小，耐過熱，任意位置都可安裝。背壓率大于80%，能排不凝結(jié)氣體，膜盒堅固，使用壽命長，維修方便，使用范圍很廣。裝置剛起動時，管道出現(xiàn)低溫冷凝水，膜盒內(nèi)的液體處于冷凝狀態(tài)，閥門處于開啟位置。當(dāng)冷凝水溫度漸漸升高，膜合內(nèi)充液開始蒸發(fā)，膜合內(nèi)壓力上升，膜片帶動閥心向關(guān)閉方向移動，在冷凝水達(dá)到飽和溫度之前，疏水閥開始關(guān)閉。膜盒隨蒸汽溫度變化控制閥門開關(guān)，起到阻汽排水作用。

　　2. 波紋管式疏水閥：波紋管式疏水閥的閥芯不銹鋼波紋管內(nèi)充一種汽化溫度低于水飽和溫度的液體。隨蒸汽溫度變化控制閥門開關(guān)，該閥設(shè)有調(diào)整螺栓，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)使用溫度，一般過冷度調(diào)整范圍低于飽和溫度15℃-40℃。背壓率大于70%，不怕凍，體積小，任意位置都可安裝，能排不凝結(jié)氣體，使用壽命長。當(dāng)裝置啟動時，管道出現(xiàn)冷卻凝結(jié)水，波紋管內(nèi)液體處于冷凝狀態(tài)，閥心在彈簧的彈力下，處于開啟位置。當(dāng)冷凝水溫度漸漸升高，波紋管內(nèi)充液開始蒸發(fā)膨脹，內(nèi)壓增高，變形伸長，帶動閥心向關(guān)閉方向移動，在冷凝水達(dá)到飽和溫度之前，疏水閥開始關(guān)閉,隨蒸汽溫度變化控制閥門開關(guān)，阻汽排水。

　　3. 雙金屬片式疏水閥：雙金屬片疏水閥的主要部件是雙金屬片感溫元件，隨蒸汽溫度升降受熱變形，推動閥心開關(guān)閥門。雙金屬片式疏水閥設(shè)有調(diào)整螺栓，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)使用溫度，一般過冷度調(diào)整范圍低于飽和溫度15℃-30℃，背壓率大于70%，能排不凝結(jié)氣體，不怕凍，體積小，能抗水錘，耐高壓，任意位置都可安裝。雙金屬片有疲勞性，須要經(jīng)常調(diào)整。當(dāng)裝置剛起動時，管道出現(xiàn)低溫冷凝水，雙金屬片是平展的，閥心在彈簧的彈力下，閥門處于開啟位置。當(dāng)冷凝水溫度漸漸升高，雙金屬片感溫起元件開始彎曲變形，并把閥心推向關(guān)閉位置。在冷凝水達(dá)到飽和溫度之前，疏水閥開始關(guān)閉。雙金屬片隨蒸汽溫度變化控制閥門開關(guān)，阻汽排水。

　　三.化工蒸汽疏水閥選型指南熱動力型疏水閥:

這類疏水閥根據(jù)相變原理，靠蒸汽和凝結(jié)水通過時的流速和體積變化的不同熱力學(xué)原理，使閥片上下產(chǎn)生不同壓差，驅(qū)動閥片開關(guān)閥門。因熱動力式疏水閥的工作動力來源于蒸汽，所以蒸汽浪費比較大。結(jié)構(gòu)簡單、耐水擊、最大背為50%，有噪音，閥片工作頻繁，使用壽命短。熱動力型疏水閥有熱動力式（圓盤式）、脈沖式、孔板式

1. 熱動力式疏水閥：熱動力式疏水閥內(nèi)有一個活動閥片，既是敏感件又是動作執(zhí)行件。根據(jù)蒸汽和凝結(jié)水通過時的流速和體積變化的不同熱力學(xué)原理，使閥片上下產(chǎn)生不同壓差，驅(qū)動閥片開關(guān)閥門。漏汽率3%，過冷度為8℃-15℃。當(dāng)裝置啟動時，管道出現(xiàn)冷卻凝結(jié)水，凝結(jié)水靠工作壓力推開閥片，迅速排放。當(dāng)凝結(jié)水排放完畢，蒸汽隨后排放，因蒸汽比凝結(jié)水的體積和流速大，使閥片上下產(chǎn)生壓差，閥片在蒸汽流速的吸力下迅速關(guān)閉。當(dāng)閥片關(guān)閉時，閥片受到兩面壓力，閥片下面的受力面積小于上面的受力面積，因疏水閥汽室里面的壓力來源于蒸汽壓力，所以閥片上面受力大于下面，閥片緊緊關(guān)閉。當(dāng)疏水閥汽室里面的蒸汽降溫成凝結(jié)水，汽室里面的壓力消失。凝結(jié)水靠工作壓力推開閥片，凝結(jié)水又繼續(xù)排放,循環(huán)工作，間斷排水。

   
   

　　2. 圓盤式蒸汽保溫型疏水閥：圓盤式蒸汽保溫型疏水閥疏水閥的工作原理和熱動力式疏水閥相同，它在熱動力式疏水閥的汽室外面增加一層外殼。外殼內(nèi)室和蒸汽管道相通，利用管道自身蒸汽對疏水閥的主汽室進(jìn)行保溫。使主汽室的溫度不易降溫，保持汽壓，疏水閥緊緊關(guān)閉。當(dāng)管線產(chǎn)生凝結(jié)水，疏水閥外殼降溫，疏水閥開始排水；在過熱蒸汽管線上如果沒有凝結(jié)水產(chǎn)生，疏水閥不會開啟，工作質(zhì)量高。閥體為合金鋼，閥心為硬質(zhì)合金，該閥最高允許溫度為550℃，經(jīng)久耐用，使用壽命長，是高壓、高溫過熱蒸汽專用疏水閥。

　　3. 脈沖式疏水閥：脈沖式疏水閥有和兩個孔板根據(jù)蒸汽壓降變化調(diào)節(jié)閥門開關(guān)，即使閥門關(guān)閉入口和出口也是通過第一、第二個小孔相通，始終處于不關(guān)閉狀態(tài)，蒸汽不斷逸出，漏汽量大。該疏水閥動作頻率很高，磨損厲害、壽命較短。體積小、耐水擊，能排出空氣和飽和溫度水，接近連續(xù)排水，最大背壓25%，因此使用者很少。

杠桿浮球阱使用浮力原理。浮動球根據(jù)冷凝水量上下移動，并根據(jù)水位的變化自動調(diào)整。它將返回到關(guān)閉位置，排水口將停止。氣體自然分離，沒有蒸汽泄漏。由于的制造要求限制了自由浮動疏水閥的廣泛使用，因此沒有單獨記錄。

疏水閥測試數(shù)據(jù)表明，與杠桿浮球式疏水閥相比，倒吊桶疏水閥具有更強(qiáng)的主體，簡單的結(jié)構(gòu)，耐水錘性和更長的使用壽命。與杠桿浮球式疏水閥相比，倒置式桶式疏水閥具有較高的水密性，疏水閥運行平穩(wěn)，經(jīng)常打開的疏水閥不帶蒸汽，泄漏量極小。倒置鏟斗比杠桿浮子捕集阱具有更高的防污性能，并且不易受到污垢和雜質(zhì)的影響。它具有一定的耐腐蝕性和放電性。如果系統(tǒng)壓力突然變化或用于排出過熱蒸汽，水封將消失并且蒸汽容易泄漏，因此必須在進(jìn)口處安裝一個止回閥。

浮球式疏水閥利用冷凝水水位的變化直接控制疏水閥的開度，并具有靈敏響應(yīng)和及時調(diào)整的特點。內(nèi)置的恒溫器排氣閥使杠桿浮球閥具有出色的啟動和排氣能力。如果負(fù)載經(jīng)常變化，請安裝帶有蒸汽溫度控制閥的熱交換器以排空。浮球捕捉器比倒置桶更適合。

與之相比較，倒吊桶式疏水閥通常會在吊桶上設(shè)計一個排氣孔，在每個動作周期都會有部分蒸汽（或空氣）緩慢漏出。 排氣孔的設(shè)計盡可能小，防止大量蒸汽泄漏，而排氣孔過小，排放空氣速度慢，有可能影響系統(tǒng)暖車的速度或設(shè)備的換熱效率。 另外，倒吊桶式疏水閥是間歇動作的，相比較自適應(yīng)式自由浮球的瞬時動作，倒吊桶式疏水閥對冷凝水的響應(yīng)速度顯然慢于自由浮球式疏水閥。 不同于能夠脫離閥嘴的浮球設(shè)計的自由浮球式蒸汽疏水閥，杠桿浮球式蒸汽疏水閥的浮球在浮力作用下，帶動杠桿及連接在杠桿上的閥頭脫離閥座；當(dāng)發(fā)生閃蒸的冷凝水高速通過閥嘴時，會把閥頭拉向閥座，從而降低疏水閥的流量亦或產(chǎn)生間歇排放。 

由此可見，機(jī)械式蒸汽疏水閥中，自由浮球式蒸汽疏水閥的設(shè)計是當(dāng)下比較*、科學(xué)的。 只有在自由浮球式蒸汽疏水閥和杠桿浮球式蒸汽疏水閥內(nèi)才會同時、持續(xù)存在蒸汽和冷凝水兩相流，也正是因為蒸汽一直在閥體內(nèi)存在，這兩種類型的蒸汽疏水閥可適用于冰凍天氣下的工況，持續(xù)排放冷凝水的同時，不會發(fā)生閥體變形。 與之相反，倒吊桶式疏水閥運行過程中，在吊桶的底部一定會有某個液位的冷凝水積存確保水封，這就使得倒吊桶式疏水閥在極寒冰凍天氣下后可能發(fā)生凍裂。

通常，如果熱交換器的蒸汽空間的壓力變化緩慢，則倒置桶式疏水閥更合適。如果蒸氣空間中的壓力頻繁變化（負(fù)載頻繁變化），則浮子捕集器更為合適。倒置式桶式捕集阱對于蒸汽質(zhì)量較差或不利操作條件的應(yīng)用更為耐用。對于主熱交換器排水和超低壓蒸汽排水，浮球式疏水閥具有更多優(yōu)勢。