石化蒸汽疏水閥選型指南

簡(jiǎn)要介紹了疏水閥的三大種類:機(jī)械型疏水閥、熱靜力型疏水閥和熱動(dòng)力型疏水閥。比較了各種疏水閥的性能，詳述了疏水閥的工作壓差、允許最高背壓以及凝結(jié)水量等的計(jì)算，通過疏水閥分類和工作原理的介紹，指導(dǎo)疏水閥的選型和使用。在石化行業(yè)大量地使用蒸汽。及時(shí)排除蒸汽系統(tǒng)中的凝結(jié)水、減少蒸汽的泄漏;提高蒸汽使用設(shè)備的熱效率等問題，是行業(yè)節(jié)能降耗工作的重要內(nèi)容。蒸汽疏水閥是解決這些問題的重要設(shè)備，蒸汽疏水閥是用在蒸汽加熱設(shè)備或蒸汽輸送管線上，起自動(dòng)阻汽排水作用的裝置。它的工作就是盡快地把積存在系統(tǒng)中的凝結(jié)水、空氣和二氧化碳?xì)怏w排到系統(tǒng)之外，保證工作的高效和經(jīng)濟(jì)性。疏水閥的正確選擇、安裝使用直接影響到蒸汽系統(tǒng)的安全運(yùn)行和節(jié)能工作的好壞。

石化作為大型的石油化工企業(yè)其利用蒸汽的設(shè)備數(shù)量多。各種類型的蒸汽換熱設(shè)備，對(duì)蒸汽疏水閥的要求不同。每一種型式和種類的疏水閥適用于不同的工作環(huán)境。因此，正確選擇疏水閥的形式顯得尤為重要。

1 石化蒸汽疏水閥選型指南的分類

疏水閥總共分成三大類:機(jī)械型、熱靜力型、熱動(dòng)力型。

1.1 機(jī)械型疏水閥(也稱浮子型)

該類疏水閥是利用凝結(jié)水與蒸汽的密度差，通過凝結(jié)水位升降帶動(dòng)浮子開啟和關(guān)閉閥座，達(dá)到阻汽排水的目的。目前有自由浮球式，杠桿浮球式，倒吊桶式等。

該類的疏水閥的特點(diǎn):所排的凝結(jié)水溫度接近設(shè)備中的飽和蒸汽溫度，最高備壓率85%，使生產(chǎn)工藝設(shè)備和凝結(jié)水回收工程立項(xiàng)的疏水閥。幾種機(jī)械型疏水閥性能比較見表1。表1 機(jī)械性疏水閥性能對(duì)比表

1.2 熱靜力型疏水閥
該疏水閥是利用蒸汽和凝結(jié)水的溫度差引起感溫元件的變形或膨脹來帶動(dòng)閥芯開啟或關(guān)閉，起阻汽排水作用，有膜盒式，雙金屬片和波紋管式，排水溫度較低，適用于伴熱管線， 采暖設(shè)備和一些允許有部分高溫凝結(jié)水的小型加熱設(shè)備和蒸汽管線的疏水，最高背壓率60%。幾種熱靜力型疏水閥性能比較見表2。 表2 熱靜力型疏水閥性能對(duì)比表

1.3 熱動(dòng)力型疏水閥

該疏水閥更具變相原理，利用蒸汽和凝結(jié)水流速和體積的熱動(dòng)力學(xué)不同的特性，帶動(dòng)法片開啟和關(guān)閉，由圓盤式，脈沖式和孔板式。 幾種熱動(dòng)力型疏水閥性能比較見表3

表3熱動(dòng)力型疏水閥性能對(duì)比表

目前現(xiàn)場(chǎng)采用的疏水閥型式主要為雙金屬式、膜盒式。

2 石化蒸汽疏水閥選型指南的正確選擇

上面介紹了疏水閥的工作原理和不同類型疏水閥的性能特點(diǎn)，下面講一下疏水閥的選擇:選擇疏水閥時(shí)，不能單純從最大排放量選擇，只根據(jù)管徑大小來選用疏水閥。必須根據(jù)疏水閥選擇原則并結(jié)合凝結(jié)水系統(tǒng)的具體情況來選用。一般情況下，應(yīng)按以下三個(gè)方面選用。

2.1 根據(jù)加熱設(shè)備和對(duì)排出凝結(jié)水的要求來選擇疏水閥的型式

對(duì)于要有最快的加熱速度，加熱溫度控制要求嚴(yán)的加熱設(shè)備，需保持在加熱設(shè)備中不能積存凝結(jié)水，只要有水就得排，則選擇能排飽和水的機(jī)械型疏水閥為最好。因?yàn)樗怯兴团诺氖杷y，能及時(shí)消除設(shè)備中因積水造成的不良后果，迅速提高和保證設(shè)備所要求的加熱效率。
 對(duì)于有較大的受熱面，對(duì)加熱速度、加熱溫度控制要求不嚴(yán)的加熱設(shè)備，可以允許積水，如:蒸汽采暖疏水、工藝伴熱管線疏水等。則應(yīng)選用熱靜力型疏水閥。

對(duì)于中低壓蒸汽輸送管道，管道中產(chǎn)生的凝結(jié)水必須迅速排除，否則易造成水擊事故。蒸汽中含水率提高，使蒸汽的溫度降低，滿足不了用汽設(shè)備工藝要求。因此，中低壓蒸汽輸送管道選用機(jī)械型疏水閥為最好?？傊?，必須根據(jù)加熱設(shè)備和用途，對(duì)疏水閥型式進(jìn)行合理選擇。詳見表4。疏水閥的選型表

2.2 確定疏水閥的連接方式、安裝方式

根據(jù)用氣設(shè)備的最高工作壓力、最高工作溫度，確定疏水閥的公稱壓力、閥體材質(zhì)，由此來確定疏水閥的連接方式、安裝方式等。

疏水閥的公稱壓力不能低于蒸汽使用設(shè)備的最高工作壓力。同時(shí)，根據(jù)疏水閥公稱壓力、最高工作溫度、安裝環(huán)境等選定閥體的材料。

疏水閥的最高工作溫度根據(jù)蒸汽使用設(shè)備所使用的蒸汽來確定，選擇時(shí)應(yīng)不低于使用蒸汽的溫度。

疏水閥有臥式和立式兩種安裝方式，根據(jù)管線與疏水閥的連接位置來確定。疏水閥的連接方式有螺紋、法蘭、焊接等，必須根據(jù)疏水閥的最高工作壓力、最高工作溫度及蒸汽使用設(shè)備相應(yīng)連接部分要求來確定。

2.3 根據(jù)排水量的大小，選擇確定疏水閥的性能參數(shù)

疏水閥各種壓差下的排水量，則是選擇疏水閥的一個(gè)重要因素。如果所選用安裝的疏水閥排水量太小，就不能及時(shí)排除已到達(dá)該疏水閥的全部凝結(jié)水，使凝結(jié)水受阻倒流，最終將造成堵塞，使設(shè)備加熱效率顯著降低［3］。相反，選用排量太大的疏水閥將導(dǎo)致閥門關(guān)閉件過早的磨損和失效。隨著閥體增大，其制造成本也將增大，不經(jīng)濟(jì)。因此，對(duì)設(shè)備或管道內(nèi)產(chǎn)生的凝結(jié)水量，必須正確測(cè)量和計(jì)算。在確定疏水閥的排水量時(shí)，應(yīng)根據(jù)各種用汽設(shè)備的特點(diǎn)、疏水閥的排放形式來確定“安全系數(shù)K"。
一般應(yīng)按下式計(jì)算: 

疏水閥的每小時(shí)排水量=設(shè)備或管道每小時(shí)產(chǎn)生的凝結(jié)水量× 安全系數(shù)K 

其中安全系數(shù)K，是從經(jīng)驗(yàn)中得出的數(shù)據(jù)。安全系數(shù)K的確定，其影響因素主要有兩方面:一方面是疏水閥的排水性能。另一方面是蒸汽使用設(shè)備的種類。如果排水特性變化大， 又是間斷運(yùn)行的設(shè)備，那么安全系數(shù)要選取偏大，反之則取偏小為好。綜合各方面因素，對(duì)不同的蒸汽使用設(shè)備建議分別取安全系數(shù)K = 2～4。常用蒸汽疏水閥安全系數(shù)如表5所示。

表5 常用蒸汽疏水閥安全系數(shù)K表

3  石化蒸汽疏水閥選型指南常見型式疏水閥使用安裝注意事項(xiàng) 

在日常生產(chǎn)運(yùn)行過程中，各種型式的疏水閥在使用過程中都有需要注意的地方，下面以列表的形式對(duì)比了對(duì)不同型式疏水閥的使用注意事項(xiàng)，具體如表6所示。 表6常見疏水閥型式及使用注意事項(xiàng)表

4  石化蒸汽疏水閥選型指南疏水閥常見故障排除

表7常見疏水閥故障原因

表7列出了疏水閥在使用過程中出現(xiàn)的故障以及對(duì)應(yīng)的故障原因分析，以期最快地判斷原因，并有的放矢地解決問題。 

5 石化蒸汽疏水閥選型指南管理使用建議 

 (1)目前各制造廠疏水閥的質(zhì)量參差不齊，因此，選擇質(zhì)量好、價(jià)格合理疏水閥制造廠是解決目前現(xiàn)場(chǎng)疏水閥生產(chǎn)廠家多，質(zhì)量不能保證的首要問題。   

 (2)制訂正確細(xì)致的疏水閥安裝的操作規(guī)程，防止人為原因造成疏水閥工作不正常，影響到其它設(shè)備的正常工作。

 (3)建立疏水閥的使用和跟蹤記錄，考量疏水閥的使用壽命和使用效果。