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作者: 服务支持  发布:2020-02-04

  疏水阀的工作原理_电子/电路_工程科技_专业资料。疏水阀的工作原理 疏水阀是用于蒸汽管网及设备中,能自动排出凝结水、空气及其它不凝结气体,并阻水蒸汽 泄漏的阀门。 根据蒸汽疏水阀工作原理的不同,蒸汽疏水阀可化为以下三种类型: 机械型:依靠蒸汽疏水阀内

  疏水阀的工作原理 疏水阀是用于蒸汽管网及设备中,能自动排出凝结水、空气及其它不凝结气体,并阻水蒸汽 泄漏的阀门。 根据蒸汽疏水阀工作原理的不同,蒸汽疏水阀可化为以下三种类型: 机械型:依靠蒸汽疏水阀内凝结水液卫高度的变化而动作,包括: 浮球式:浮子为封闭的空心球体 敞口向上浮子式:浮子为开口向上的桶型 敞口向下浮子式:浮子为开口向下的桶型 热静力型:依靠液体温度的变化而动作,包括: 双金属片:敏感原件为双金属片 蒸汽压力式:敏感原件为波纹管或墨盒,内部充入挥发性液体 热动力型:依靠液体的热动力学性质的变化而动作。 圆盘式:由于在相同的压力下,液体与气体的流速不同,所产生的不同的动,静压力,驱使 圆盘阀片动作 脉冲式: 由于不同温度的凝结水通过两极串连节流孔板式, 坐在两极节流孔板之间形的不同 压力,驱使阀瓣动作。 疏水阀在蒸汽加热系统中起到阻汽排水作用, 选择合适的疏水阀, 可使蒸汽加热设备达到最 高工作效率。要想达到最理想的效果,就要对各种类型疏水阀的工作性能、特点进行全面的 了解。 疏水阀的品种很多,各有不同的性能。选用疏水阀时,首先应选其特性能满足蒸汽加热设备 的最佳运行,然后才考虑其他客观条件,这样选择你所需要的疏水阀才是正确和有效的。 疏水阀要能“识别”蒸汽和凝结水,才能起到阻汽排水作用。 “识别”蒸汽和凝结水基于三 个原理:密度差、温度差和相变。于是就根据三个原理制造出三种类型的疏水阀:分类为机 械型、热静力型、热动力型。 蒸汽疏水阀的概述 蒸汽疏水阀是用于蒸汽供热设备和蒸汽管道上, 能自动地排除蒸汽使用设备和管道中的冷凝 水、空气及其它不可凝结的气体,并能防止蒸汽泄漏的自动阀门。蒸汽广泛地应用于工业生 产和生活设施中,无论在蒸汽的输送管道系统,还是利用蒸汽来进行加热、干燥、保温、消 毒、蒸煮、浓缩、换热、采暖、空调等工艺,过程中所产生的冷凝水都需要通过蒸汽疏水阀 排除,而不允许蒸汽泄漏。蒸汽疏水阀性能的优劣,对于蒸汽系统的正常运行,用汽设备热 效率的提高及能源的合理利用等方面具有至关重要的作用。 一、国内蒸汽疏水阀现状概述 蒸汽疏水阀是用于蒸汽供热设备和蒸汽管道上, 能自动地排除蒸汽使用设备和管道中的冷凝 水、空气及其它不可凝结的气体,并能防止蒸汽泄漏的自动阀门。蒸汽广泛地应用于工业生 产和生活设施中,无论在蒸汽的输送管道系统,还是利用蒸汽来进行加热、干燥、保温、消 毒、蒸煮、浓缩、换热、采暖、空调等工艺,过程中所产生的冷凝水都需要通过蒸汽疏水阀 排除,而不允许蒸汽泄漏。蒸汽疏水阀性能的优劣,对于蒸汽系统的正常运行,用汽设备热 效率的提高及能源的合理利用等方面具有至关重要的作用。 特别是在煤、 石油及天然气等一 次能源日益减少的情况下, 世界各国政府都将节约能源和开发新能源作为重要的国策。 而蒸 汽疏水阀在蒸汽使用系统的节能方面起着不可忽视的关键作用。 二、各种蒸汽疏水阀的工作原理 当蒸汽冷凝时,它会释放出汽化的能量(潜热能)而形成冷凝水。冷凝水只含有饱和温度下 水所含有的能量(显热能) 。但是为了确保蒸汽系统中维持最大的热传导效率,此冷凝水必 须排出系统之外, 另外从锅炉中产生的一些不凝性气体和空气以及蒸汽系统起动时管道内的 空气也必须排出蒸汽系统, 但同时必须保留有用的蒸汽, 这些功能就是由一种自动装置 - 蒸 汽疏水阀来完成。蒸汽疏水阀有各种不同的疏水方式,有些是感应密度的变化(如机械式) 而动作, 有些是感应温度的变化而动作排放, 而有些是受通过它们的热态冷凝水本身的静压 及动压之变化而感应开关的。 浮球式疏水阀种类 1、自由浮球式疏水阀的结构简单,内部只有一个活动部件精细研磨的不锈钢空心浮球,既 是浮子又是启闭件,无易损零件,使用寿命很长,YQ 疏水阀内部带有 Y 系列自动排空气装 置,非常灵敏,能自动排空气,工作质量高。设备刚启动工作时,管道内的空气经过 Y 系列 自动排空气装置排出, 低温凝结水进入疏水阀内, 凝结水的液位上升, 浮球上升, 阀门开启, 凝结水迅速排出,蒸汽很快进入设备,设备迅速升温,Y 系列自动排空气装置的感温液体膨 胀,自动排空气装置关闭。疏水阀开始正常工作,浮球随凝结水液位升降,阻汽排水。自由 浮球式疏水阀的阀座总处于液位以下,形成水封,无蒸汽泄漏,节能效果好。最小工作压力 0.01Mpa, 从 0.01Mpa 至最高使用压力范围之内不受温度和工作压力波动的影响, 连续排水。 能排饱和温度凝结水,最小过冷度为 0℃,加热设备里不存水,能使加热设备达到最佳换热 效率。背压率大于 85%,是生产工艺加热设备最理想的疏水阀之一。 2、自由半浮球式疏水阀: 自由半浮球式疏水阀只有一个半浮球式的球桶为活动部件,开口朝下,球桶即是启闭件,又 是密封件。整个球面都可为密封,使用寿命很长,能抗水锤,没有易损件,无故障,经久耐 用,无蒸汽泄漏。背压率大于 80%,能排饱和温度凝结水,最小过冷度为 0℃,加热设备里 不存水,能使加热设备达到最佳换热效率。当装置刚启动时,管道内的空气和低温凝结水经 过发射管进入疏水阀内,阀内的双金属片排空元件把球桶弹开,阀门开启,空气和低温凝结 水迅速排出。当蒸汽进入球桶内,球桶产生向上浮力,同时阀内的温度升高,双金属片排空 元件收缩,球捅漂向阀口,阀门关闭。当球桶内的蒸汽变成凝结水,球桶失去浮力往下沉, 阀门开启,凝结水迅速排出。当蒸汽再进入球桶之内,阀门再关闭,间断和连续工作。 3. 杆浮球式疏水阀: 杠杆浮球式疏水阀基本特点与自由浮球式相同, 内部结构是浮球连接杠杆带动阀心, 随凝结 水的液位升降进行开关阀门。 杠杆浮球式疏水阀利用双阀座增加凝结水排量, 可达到体积小 排量大,最大疏水量达 100 吨/小时,是大型加热设备最理想的疏水阀。 机械型疏水阀技术 机械型也称浮子型,是利用凝结水与蒸汽的密度差,通过凝结水液位变化,使浮子升降带动 阀瓣开启或关闭,达到阻汽排水目的。机械型疏水阀的过冷度小,不受工作压力和温度变化 的影响,有水即排,加热设备里不存水,能使加热设备达到最佳换热效率。最大背压率为 80%,工作质量高,是生产工艺加热设备最理想的疏水阀。 机械型疏水阀有自由浮球式、自由半浮球式、扛杆浮球式、倒吊(置)桶式等----1. 自由浮球式疏水阀: 自由浮球式疏水阀的结构简单, 内部只有一个活动部件精细研磨的不锈钢空心浮球, 既是浮 子又是启闭件,无易损零件,使用寿命很长,疏水阀内部带有 Y 系列自动排空气装置,非常 灵敏,能自动排空气,工作质量高。 设备刚启动工作时, 管道内的空气经过 Y 系列自动排空气装置排出, 低温凝结水进入疏水阀 内,凝结水的液位上升,浮球上升,阀门开启,凝结水迅速排出,蒸汽很快进入设备,设备 迅速升温,Y 系列自动排空气装置的感温液体膨胀,自动排空气装置关闭。疏水阀开始正常 工作,浮球随凝结水液位升降,阻汽排水。自由浮球式疏水阀的阀座总处于液位以下,形成 水封,无蒸汽泄漏,节能效果好。最小工作压力 0.01Mpa,从 0.01Mpa 至最高使用压力范围 之内不受温度和工作压力波动的影响, 连续排水。 能排饱和温度凝结水, 最小过冷度为 0℃, 加热设备里不存水,能使加热设备达到最佳换热效率。背压率大于 85%,是生产工艺加热设 备最理想的疏水阀之一。 2. 自由半浮球式疏水阀: 自由半浮球式疏水阀只有一个半浮球式的球桶为活动部件,开口朝下,球桶即是启闭件,又 是密封件。整个球面都可为密封,使用寿命很长,能抗水锤,没有易损件,无故障,经久耐 用,无蒸汽泄漏。背压率大于 80%,能排饱和温度凝结水,最小过冷度为 0℃,加热设备里 不存水,能使加热设备达到最佳换热效率。 当装置刚启动时, 管道内的空气和低温凝结水经过发射管进入疏水阀内, 阀内的双金属片排 空元件把球桶弹开,阀门开启,空气和低温凝结水迅速排出。当蒸汽进入球桶内,球桶产生 向上浮力,同时阀内的温度升高,双金属片排空元件收缩,球捅漂向阀口,阀门关闭。当球 桶内的蒸汽变成凝结水,球桶失去浮力往下沉,阀门开启,凝结水迅速排出。当蒸汽再进入 球桶之内,阀门再关闭,间断和连续工作。 3. 扛杆浮球式疏水阀: 扛杆浮球式疏水阀基本特点与自由浮球式相同, 内部结构是浮球连接杠杆带动阀心, 随凝结 水的液位升降进行开关阀门。 扛杆浮球式疏水阀利用双阀座增加凝结水排量, 可达到体积小 排量大,最大疏水量达 100 吨/小时,是大型加热设备最理想的疏水阀。 4. 倒吊(置)桶疏水阀: 倒吊(置)桶疏水阀内部是一个倒吊桶为液位敏感件,吊桶开口向下,倒吊桶连接杠杆带动 阀心开闭阀门。倒吊桶式疏水阀能排空气,不怕水击,抗污性能好。过冷度小,漏汽率小于 3%,最大背压率为 75%,连接件比较多,灵敏度不如自由浮球式疏水阀。因倒吊(置)桶 疏水阀是靠蒸汽向上浮力关闭阀门,工作压差小于 0.1MPA 时,不适合选用。 当装置刚启动时,管道内的空气和低温凝结水进入疏水阀内,倒吊桶靠自身重量下坠,倒吊 桶连接杠杆带动阀心开启阀门,空气和低温凝结水迅速排出。当蒸汽进入倒吊桶内,倒吊桶 的蒸汽产生向上浮力,倒吊桶上升连接杠杆带动阀心关闭阀门。倒吊桶上开有一小孔,当一 部份蒸汽从小孔排出,另一部份蒸汽产生凝结水,倒吊桶失去浮力,靠自身重量向下沉,倒 吊桶连接杠杆带动阀心开启阀门,循环工作,间断排水。 5. 组合式过热蒸汽疏水阀: 组合式过热蒸汽疏水阀有两个隔离的阀腔, 由两根不锈钢管连通上下阀腔, 它是由浮球式和 倒吊(置)桶疏水阀的组合,该阀结构先进合理,在过热、高压、小负荷的工作状况下,能 够及时地排放过热蒸汽消失时形成的凝结水,有效地阻止过热蒸汽泄漏,工作质量高。最高 允许温度为 600℃,阀体为全不锈钢,阀座为硬质合金钢,使用寿命长,是过热蒸汽专用疏 水阀,取得两项国家专利,填补了国内空白。 当凝结水进入下阀腔,副阀的浮球随液位上升,浮球封闭进汽管孔。凝结水经进水导管上升 到主阀腔,倒吊桶靠自重下坠,带动阀心打开主阀门,排放凝结水。当副阀腔的凝结水液位 下降时,浮球随液位下降,副阀打开。蒸汽从进汽管进入上主阀腔内的倒吊桶里,倒吊桶产 生向上的浮力,倒吊桶带动阀心关闭主阀门。当副阀腔的凝结水液位再升高时,下一个循环 周期又开始,间断排水。 热静力疏水阀作用 这类疏水阀是利用蒸汽和凝结水的温差引起感温元件的变型或膨胀带动阀心启闭阀门。 热静 力型疏水阀的过冷度比较大, 一般过冷度为 15 度到 40 度,光面轮压路机 它能利用凝结水中的一部分显热, 阀前始终存有高温凝结水,无蒸汽泄漏,节能效果显著。是在蒸汽管道,伴热管线、小型加 热设备,采暖设备,温度要求不高的小型加热设备上,最理想的疏水阀。 热静力型疏水阀有膜盒式、波纹管式、双金属片式------ 1. 膜盒式式疏水阀: 膜盒式疏水阀的主要动作元件是金属膜盒, 内充一种气化温度比水的饱和温度低的液体, 有 开阀温度低于饱和温度 15℃和 30℃两种供选择。膜盒式疏水阀的反应特别灵敏,不怕冻, 体积小,耐过热,任意位置都可安装。背压率大于 80%,能排不凝结气体,膜盒坚固,使用 寿命长,维修方便,使用范围很广。 装置刚起动时,管道出现低温冷凝水,膜盒内的液体处于冷凝状态,阀门处于开启位置。当 冷凝水温度渐渐升高,膜合内充液开始蒸发,膜合内压力上升,膜片带动阀心向关闭方向移 动,在冷凝水达到饱和温度之前,疏水阀开始关闭。膜盒随蒸汽温度变化控制阀门开关,起 到阻汽排水作用。 2. 波纹管式疏水阀: 波纹管式疏水阀的阀芯不锈钢波纹管内充一种汽化温度低于水饱和温度的液体。 随蒸汽温度 变化控制阀门开关,该阀设有调整螺栓,可根据需要调节使用温度,一般过冷度调整范围低 于饱和温度 15℃-40℃。背压率大于 70%,不怕冻,体积小,任意位置都可安装,能排不凝 结气体,使用寿命长。 当装置启动时,管道出现冷却凝结水,波纹管内液体处于冷凝状态,阀心在弹簧的弹力下, 处于开启位置。 当冷凝水温度渐渐升高, 波纹管内充液开始蒸发膨胀, 内压增高, 变形伸长, 带动阀心向关闭方向移动,在冷凝水达到饱和温度之前,疏水阀开始关闭,随蒸汽温度变化 控制阀门开关,阻汽排水。 3. 双金属片式疏水阀: 双金属片疏水阀的主要部件是双金属片感温元件, 随蒸汽温度升降受热变形, 推动阀心开关 阀门。双金属片式疏水阀设有调整螺栓,可根据需要调节使用温度,一般过冷度调整范围低 于饱和温度 15℃-30℃,背压率大于 70%,能排不凝结气体,不怕冻,体积小,能抗水锤, 耐高压,任意位置都可安装。双金属片有疲劳性,须要经常调整。 当装置刚起动时,管道出现低温冷凝水,双金属片是平展的,阀心在弹簧的弹力下,阀门处 于开启位置。当冷凝水温度渐渐升高,双金属片感温起元件开始弯曲变形,并把阀心推向关 闭位置。在冷凝水达到饱和温度之前,疏水阀开始关闭。双金属片随蒸汽温度变化控制阀门 开关,阻汽排水。 热动力疏水阀特点 这类疏水阀根据相变原理, 靠蒸汽和凝结水通过时的流速和体积变化的不同热力学原理, 使 阀片上下产生不同压差,驱动阀片开关阀门。因热动力式疏水阀的工作动力来源于蒸汽,所 以蒸汽浪费比较大。结构简单、耐水击、最大背为 50%,有噪音,阀片工作频繁,使用寿命 短。 热动力型疏水阀有热动力式(圆盘式) 、脉冲式、孔板式。 1. 热动力式疏水阀: 热动力式疏水阀内有一个活动阀片, 既是敏感件又是动作执行件。 根据蒸汽和凝结水通过时 的流速和体积变化的不同热力学原理,使阀片上下产生不同压差,驱动阀片开关阀门。漏汽 率 3%,过冷度为 8℃-15℃。 当装置启动时,管道出现冷却凝结水,凝结水靠工作压力推开阀片,迅速排放。当凝结水排 放完毕,蒸汽随后排放,因蒸汽比凝结水的体积和流速大,使阀片上下产生压差,阀片在蒸 汽流速的吸力下迅速关闭。当阀片关闭时,破碎锤换内套换法图阀片受到两面压力,阀片下面的受力面积小于上 面的受力面积,因疏水阀汽室里面的压力来源于蒸汽压力,所以阀片上面受力大于下面,阀 片紧紧关闭。当疏水阀汽室里面的蒸汽降温成凝结水,汽室里面的压力消失。凝结水靠工作 压力推开阀片,凝结水又继续排放,循环工作,间断排水。 2. 圆盘式蒸汽保温型疏水阀: 圆盘式蒸汽保温型疏水阀疏水阀的工作原理和热动力式疏水阀相同, 它在热动力式疏水阀的 汽室外面增加一层外壳。 外壳内室和蒸汽管道相通, 利用管道自身蒸汽对疏水阀的主汽室进 行保温。使主汽室的温度不易降温,保持汽压,疏水阀紧紧关闭。当管线产生凝结水,疏水 阀外壳降温,疏水阀开始排水;在过热蒸汽管线上如果没有凝结水产生,疏水阀不会开启, 工作质量高。阀体为合金钢,阀心为硬质合金,该阀最高允许温度为 550℃,经久耐用,使 用寿命长,是高压、高温过热蒸汽专用疏水阀。 3. 脉冲式疏水阀: 脉冲式疏水阀有和两个孔板根据蒸汽压降变化调节阀门开关, 即使阀门完全关闭入口和出口 也是通过第一、第二个小孔相通,始终处于不完全关闭状态,蒸汽不断逸出,漏汽量大。该 疏水阀动作频率很高,破碎锤换内套换法图磨损厉害、寿命较短。体积小、耐水击,能排出空气和饱和温度水, 接近连续排水,最大背压 25%,因此使用者很少。 4. 孔板式疏水阀: 孔板式疏水阀是根据不同的排水量,选择不同孔径的孔板控制排水量的目的。结构简单,选 择不合适会出现排水不及或大量跑汽, 不适用于间歇生产的用汽设备或冷凝水量波动大的用 汽设备。 疏水阀的术语解释 01、最高允许压力∶在给定温度下疏水阀壳体能够持久承受的最高压力 02、正常工作压力∶在工作条件下疏水阀进口端的压力 03、最高工作压力∶在正确动作条件下,疏水阀进口端最高压力,它由制造厂给定 04、最低工作压力∶在正确动作情况下,疏水阀进口端最高低工作压力 05、工作背压∶在工作条件下疏水阀出口端的压力 06、最高工作背压∶在最高工作压力下,能正确动作时疏水阀出口端最高压力 07、背压率∶工作背压与工作压力的百分比 08、最高背压率∶最高工作背压与最高工作压力的百分比 09、工作压差∶工作压力与工作背压的差值 10、最大压差∶工作压力与工作背压的最大差值 11、最小压差∶工作压力与工作背压的最小差值 12、工作温度∶在工作条件下疏水阀进口端的温度 13、最高工作温度∶与最高工作压力相对应的饱和温度 14、最高允许温度∶在给定温度下疏水阀壳体能够持久承受的最高温度 15、开阀温度∶在排水温度试验时,疏水阀开启时的进口温度 16、关阀温度∶在排水温度试验时,疏水阀关闭时的进口温度 17、排水温度∶疏水阀能连续排放热凝结水的温度 18、最高排水温度∶在最高工作压力下疏水阀能连续排放热凝结水的最高温度 19、过冷度∶凝结水温度与相应压力下饱和温度之差的绝对值 20、开阀过冷度∶开阀温度与相应压力下饱和度之差的绝对值 21、关阀过冷度∶关阀温度与相应压力下饱和温度之差的绝对值 22、最大过冷度∶开阀过冷度中的最大值 23、最低过冷度∶关阀过冷度中的最大值 24、冷凝结水排量∶在给定压差和 20 度条件下疏水阀一小时内能排出凝结水的最大重量 25、热凝结水排量∶在给定压差和温度下疏水阀一小时内能排出凝结水的最大重量 26、漏汽量∶单位时间内疏水阀漏出新鲜蒸气的量 27、无负荷漏汽量∶疏水阀前处于完全饱和蒸气条件下的漏汽量 28、有负荷漏汽量∶在给定负荷率下,蒸汽疏水阀的漏汽量 29、无负荷漏汽率∶无负荷漏汽量与相应压力下最大热凝结水排量的百分比 30、有负荷漏汽率∶有负荷漏汽量与试验时间内实际热凝结水排量的百分比 31、负荷率∶试验时间内的实际热凝结水排量与试验压力下最大热凝结水排量的百分比 疏水阀的安装说明 疏水阀安装是否合适, 对疏水阀的正常工作和设备的生产效率都有直接有影响。 安装疏水阀 必须按正规安装要求、才能使疏水阀和设备达到最佳工作效率。 1、在安装疏水阀之前一定要用带压蒸汽吹扫管道,清除管道中的杂物。 2、疏水阀前应安装过滤器,确保疏水阀不受管道杂物的堵塞,定期清理过滤器。 3、疏水阀前后要安装阀门,方便疏水阀随时捡修。 4、凝结水流向要与疏水阀安装箭头标志一致。 5、疏水阀应安装在设备出口的最低处,及时排出凝结水,避免管道产生汽阻。 6、如果设备的最低处没有位置安装疏水阀,应在出水口最低位置加个反水弯(凝结水提升 接头) ,把凝结水位提升后再装疏水阀,以免产生汽阻。 7、疏水阀的出水管不应浸在水里。 (如果浸在水里,应在弯曲处钻个孔,破坏真空,防止沙 土回吸。 ) 8、机械型疏水阀要水平安装。 9、蒸汽疏水阀不要串联安装。 10、光面轮压路机每台设备应该各自安装疏水阀。 11、热静力型疏水阀前需要有一米以上不保温的过冷管,其它形式疏水阀应尽量靠近设备。 12、滚筒式烘干(带虹吸管型)设备选用疏水阀时请注明:选用带防汽阻装置的疏水阀,避 免设备产生汽锁。 13、疏水阀后如有凝结水回收,疏水阀出水管应从回收总管的上面接入总管,减少背压,防 止回流。 14、疏水阀后如有凝结水回收,不同压力等级的管线、疏水阀后凝结水回收总管不能爬坡,会增加疏水阀的背压。 16、疏水阀后凝结水进入回收总管前要安装止回阀,防止凝结水回流。 17、在蒸汽管道上装疏水阀,主管道要设一个接近主管道半径的凝结水集水井,然后再用小 管引至疏水阀。 18、机械型疏水阀长期不用,要卸下排污螺丝把里面的水放掉,以防冰冻。 19、发现疏水阀跑汽,要及时排污和清理过滤网,根据实际使用情况勤检查,遇有故障随时 修理。每年至少要检修一次,清除里面的杂质。 疏水阀在整个蒸汽系统中被认为是个小配件, 但对系统工作和经济运行影响很大, 所以疏水 阀的维护和检修也是至关重要的,只有充分重视疏水阀在生产上的重要作用。勤检修,使疏 水阀经常处在良好的工作状态下,才能保证达到最佳节能效果和提高经济效益。

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