浅谈几种锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀的工作原理和选型
连云港市宏琦电力辅机有限公司介绍了蒸汽锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀行业发展的现状、定义和分类,并介绍了各类锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀的工作原理及其适用条件、安装要求等,举例说明如何适当的选型。
锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀是一种在阻止蒸汽泄漏的同时能够自动排出管道和用热设备中凝结水的自动装置;有的还能排出管道中的不凝性气体,以保证管道畅通,提高热效率。
疏水系统安全可靠对于提高整个蒸汽系统的运行效率、降低能耗至关重要,同时它也能够提高设备性能、延长设备寿命,带来经济效益;减少热量泄漏、能源消耗,带来环境效益。
1锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀的发展现状
国内蒸汽锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀以生产中、低压蒸汽锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀为主,发展起步较国外晚。上世纪90年代以来,我国锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀的生产水平逐渐提高,与国外先进水平的差距也日渐缩小,但近10年来锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀的研究和发展较缓,生产水平较上世纪80年代降低,产品质量也有所下降。
我国蒸汽锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀产品标准大多都是上世纪80年代末制定的,2005年后虽然进行了部分修订,但高参数蒸汽锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀并未按照同等参数进行试验,动作、排量、漏汽量等性能也不能直接进行测试,实际产品和使用要求之间有很大一段距离。
2相关定义
锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀背压率;锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀出口压力与锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀入口压力的百分比。
锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀的高背压率:锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀在高工作压力下能正常动作时,高工作背压(锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀出口端的压力)与高工作压力的百分比。
锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀的过冷度:锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀正常工作时,阀内凝结水的温度与相应压力下的饱和温度之差的绝对值
锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀的压差:是指蒸汽锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀的入口压力与出口压力的之差。
3锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀的分类和工作原理
慌水阀 |
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开口浮子 |
差压双阀瓣钟形浮子式(ER型) |
钟形浮子式(ES型) |
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密闭浮子 |
自由浮球式[J型 |
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杠杆浮球式(G型) |
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热静力型 |
双金属片式(TB型) |
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膜盒式(SAV型) |
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蜡质锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀(TL型) |
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热动力型 |
空气保温圆盘式(S型) |
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蒸汽加热凝结水冷却圆盘式(HR型) |
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泵式锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀 |
HP型 |
3.1机械型蒸汽锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀
机械型蒸汽锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀利用凝结水和蒸汽的密度差原理工作。由于液体和气体密度差异大,浮力也不同,从而使浮子发挥作用,启闭阀门。
3.2ES/ER型钟形浮子式
它的设计原理是一个杠杆系统,此系统是利用被放大的浮桶所提供的力以克服蒸汽压力,打开阀门。浮桶敞口倒置的设计,使它能够防止水击造成的损害。此外,系统的各易磨损部位都装了加固措施,使其使用寿命延长。
应用场所
主要用在凝结水需要尽快排出、温度控制严格、升温要求快速、设备中不能存积凝结水的设备上。
安装要求
应水平安装在距离设备尽可能近的地方,而且不需任何调整即可自动工作。
3.3浮球式蒸汽锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀
浮球式蒸汽锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀大的特征是可以做到连续排水。凝结水量较大时,能够连续排放,提高了使用效率。按其结构可以分为“自由浮球式”和“杠杆浮球式”。
3.4自由浮球式J系列产品
应用场合
该类阀主要用于饱和蒸汽主管、伴热管线、蒸汽加热设备和凝结水回收系统。
安装要求
应水平安装在距离设备较近的位置。
3.5杠杆浮球式锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀
应用场合
该类阀主要用在温升较快,加热温度稳定、热效率高的设备上,且一般用在凝结水连续排放的场合。
安装要求
应水平安装在距离设备较近的位置。
3.6热静力型蒸汽锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀
热静力型蒸汽锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀的工作原理是利用凝结水和蒸汽的温度差,感温原件随温度的变化改变形状,从而开闭锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀。
3.7双金属式锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀
应用场合
该类阀适用于需充分利用高温凝结水显热的场合使用。主要用在加热设备受热面积较大,温度控制要求不太严格,不要求迅速加热,凝结水可以适当滞留的设备和供热系统。
安装要求
可任意安装,但阀门进口管应设一段约1米的冷却管(裸管),在排放之前,滞留的凝结水必须下降一定的温度,以确保动作必须的温差,以利于阀门排水。
3.8热动力型蒸汽锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀
以热动力性质动作,使阀门启闭。根据凝结水和蒸汽的运动速度不同,蒸汽冷却后,产生凝结,形成低压,而后高压凝结水进入低压区,引起再蒸发。
3.9圆盘式蒸汽锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀
应用场合
主要用在石化行业及电站等高温高压的蒸汽输送管、空气加热器、干燥器及过热蒸汽等场合。
安装要求
该类阀可以进行任意方位安装的安装,但在垂直配管上安装时出口应向下。
4泵式锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀
泵式锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀性能特点
4.1提高生产效率
4.2防止热交换器“滞流”
4.3有效回收冷凝水
4.4不会发生汽蚀问题
4.5无需电力
泵式锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀的应用场合
4.6蒸汽设备所需要的蒸汽压力低于大气压,但需将凝结水排放到大气中;
4.7将蒸汽设备中的凝结水蒸汽输送至压力比蒸汽压力更高的管线;
4.8低压蒸汽装置产生的凝结水,升高至相当于该压力的水头高度以上时;
4.9蒸汽工作过程中如遇大气压波动,必须及时排放凝结水时。
5锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀的选型
5.1选型条件:
5.1.1选择符合使用条件的形式;
5.1.1.1如果需要设备快速加热,加热温度控制要求严格,加热设备中不能存积凝结水,则需选用能迅速排出饱和水的锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀。
5.1.1.2如果加热设备受热面积较大,不要求迅速加热,对加热温度控制要求不严格,允许积存一定量的凝结水时可选用热静力型锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀。
5.2选择适应使用条件的容量;
根据排水量大小选择:在选择时,锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀的各种压差下的排水量、温度、压力等参数均应与所使用的设备条件相匹配。
5.3耐用性良好;
5.4便于维修。
5.5蒸汽锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀的安装和配管方法要正确;
5.6进行定期维修。
6蒸汽锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀的容量
蒸汽锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀的容量,指的是蒸汽锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀排除凝结水的能力,通常以每小时大排放量Kg/H或t/h来表示。
6.1蒸汽使用设备的容量
6.1.1通常,其容量生产厂家都会在明牌上标明。例如热交换器的容量(大蒸汽流量)5t/h,我们即可判断该设备的蒸汽消耗量为5t/h。
设备的容量=凝结水产生量=蒸汽消耗量
6.1.2设备的容量不能确定时,可以通过实测或计算求得。
6.1.3蒸汽锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀的容量蒸汽锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀容量=蒸汽使用设备容量(凝结水产生量)X安全率
“安全率”是指在确定蒸汽锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀容量时,在蒸汽设备实际的凝结水产生量与所标出的容量有误差时同样也可以确保锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀正常工作而估计的安全系数。通常为2-3,下表列出了几种常用的用汽设备安全率。
各种设备的安全率 |
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设备名称 |
安全 率 |
设备名称 |
安全率 |
设备名称 |
安全率 |
盘管加热器 |
2 |
染色槽 |
2 |
加压加热釜 |
3 |
调理用釜 |
2 |
筒式千燥机 |
8 |
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蒸汽分离器 |
2 |
静气中加热管 |
3 |
空气强制冷却式加热器 |
5 |
密闭给水加热器 |
2 |
胶合塑型机 |
3 |
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7锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀选型举例
例1、一条伴热管线,0.5MPa饱和蒸汽,蒸汽消耗量(凝结水量)200kg/h,凝结水通过蒸汽锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀直接排入地沟(背压为零),确定选择蒸汽锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀型号。
选择方法:
7.1选择符合使用条件的形式:确定锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀背压率:0/0.5*100%=0
三大类均可,从节能角度看,选择热静力型合适。
7.2确定锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀的容量:2×200=400kg/h3×200=600kg/h锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀的容量在400kg/h-600kg/h
7.3确定锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀压差:0.5-0=0.5MPa
7.4确定锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀型号,查排量曲线图,排量在400kg/h-
600kg/h与压差0.5MPa的交点,可选用TB11、TB3、TB5、TB6、ES8B-8、ESH12N、SP3-16、J5N-8,从节能角度看选择热静力型TB11、TB3、TB5、TB6均可。
例2、一条DN400压力0.5MPa饱和蒸汽输送管线,每距60米安装一个凝结水疏水点,每个疏水点凝结水量为70kg/h,凝结水需回收到压力为0.3MPa凝结水回收系统,试确定蒸汽锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀型号。
选择方法:
7.4.1选择符合使用条件的形式:确定锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀背压率:0.3/0.5*100%=60%。选择机械型锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀(浮桶式、浮球式);
7.4.2确定锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀的容量:2×70=140kg/h3x70=210kg/h锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀的容量在140kg/h-210kg/h
7.4.3确定锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀压差:0.5-0.3=0.2MPa
7.4.4确定锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀型号,查排量曲线图,排量在140kg/h-210kg/h与压差0.3MPa的交点,可选用ES8B-16、J3N-8由于蒸汽锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀具有能迅速排除产生的凝结水、空气及其它不可凝气体的功能,它可以有效防止蒸汽泄漏,防止水击,提高蒸汽使用设备工作效率,防止用汽设备热变形损伤,防止化学腐蚀。因此研究燕汽锅炉蒸汽汽液两相流疏水器疏水阀工作原理、结构并正确选用具有重大意义。