蒸汽疏水阀口径选型与冷凝水排量及安全系数的关系

蒸汽疏水阀口径选型与冷凝水流量的关系
杭州瓦特节能工程有限公司技术中心蒸汽技术工程师 李少鹏
本文载自 /> 蒸汽作为优秀热媒介广泛应用于化工，医药，印染，造纸等生产领域，蒸汽的产生过程需要消耗大量石化能源。一次性的石化能源不仅意味着能耗成本，也对环境造成了负担和污染。减少蒸汽消耗，消除蒸汽浪费，即意味着降低能源的消耗，对于各个企业的经济效益和社会效益都非常重要。蒸汽疏水阀作为一种自动阀门，是蒸汽和冷凝水系统的分界点，也是两个压力系统的分割点，任何的泄露都意味着能源的过度消耗，所以正确选着蒸汽疏水阀对降低蒸汽消耗的过程中发挥着巨大的作用。
按照基本分类可以分为机械型、热动力型、热静力等基本类型。不同类型的疏水阀排水方式和排水温度以及排水能力都不尽相同。为了保证任何压差和温度下均能及时有效地排除冷凝水，我们在选择疏水阀的过程中除了考虑最低压差和最大排量的同时，还经常遇到疏水阀安全系数这个问题，安全系数实际上就是人为地放大实际排水量，安全系数对于疏水阀选型和运行效率以及使用寿命、泄漏量有着相当的影响。
疏水阀的安全系数的设置是为了保证用气设备在开关机或者因环境和生产条件发生变化时，保证疏水阀仍然能及时快速的排除冷凝水。疏水阀安全系数的考量主要基于用气设备的形式和工况预期的变化。安全系数需要根据理论结合实际工作经验来选择，所以在选择疏水阀安全系数的时候需要厂家与使用单位多多沟通避免遗漏，造成安全系数选择过大或者过小。安全系数选择过大和过小都会对用气设备和疏水阀造成一定的负面影响。
如果疏水阀安全系数过大，蒸汽疏水阀的容量大，需要更大口径的疏水阀，这意味着更高的采购成本。若为间歇动作的蒸汽疏水阀时，容量过大会使疏水阀动作周期加长，凝结水的平均滞留量和时间增加，用一定输出能力的用汽设备则意味着加热能力的降低。对于象浮球式疏水阀那样连续（按比例）动作的蒸汽疏水阀，由于阀瓣开度小，过大的容量会使阀座产生抽丝现象（高速流体通过狭窄的缝隙时，对接触面产生腐蚀用，而形成沟槽），使阀座损伤而引起泄漏。使蒸汽疏水阀的寿命缩短。或增加了在寿命期内的泄漏量，而这种泄漏量的增加往往需要很长的时间才能发现，因为它是逐步变化发展的，比较隐蔽。
如果疏水阀的安全系数太小，则由于不能及时排除冷凝水，导致不能适应蒸汽使用设备的负荷变化，使运转效率显著降低。通过疏水阀的凝结水经常达到最高限量，使阀瓣和阀座容易产生冲蚀。使蒸汽疏水阀的寿命缩短。有时较高的流速还导致噪音和振动。有些疏水阀的后盖容易穿孔，与疏水阀的安全系数太小相关。
安全系数选择的困难在于对实际负载的应对和匹配。比如对于主管疏水，如按照启动负载选择，那么在正常负载（运行散热，90%以上的时间）将出现大马拉小车的现象，造成蒸汽泄露。如果不幸选择了排量几乎固定的热动力圆盘式疏水阀，主管疏水的泄漏量将达到50%。如果按照运行负载（运行散热）选择安全系数，则启动时间可能很长。这时特制低排量喷嘴的倒置桶疏水阀将是正确选择。
疏水阀的排量表有时是有条件的。如果标注的是冷态排量，那意味着热态时有5%疏水能力的减少。而对于一些机械型疏水阀，内置的热静力和双金属排气阀会增加10%左右的排量。对于热静力和双金属疏水阀，阀前冷却管道和疏水阀过冷度的匹配也是影响实际排量的一个重要因素。
疏水阀的排量主要考虑压差和喷嘴直径，有时如果疏水阀实际最高工作压力的变化和背压的变化会导致设计排量和实际运行排量的差别，如果差别太大，则需要调整疏水内部喷嘴与阀芯的尺寸。
即使疏水阀类型和口径选型正确，有时现场的配管尺寸、安装距离、气阻的影响、过滤器的堵塞都会对冷凝水的正常排放形成影响，必须引起重视。
疏水阀安全系数必须考虑蒸汽系统运行的各个因素，选择合适的疏水阀和安全系数已保证用气设备高效、稳定、安全、节能的运行。杭州瓦特多年的工程实践表明有时往往需要在效率和能耗之间做一些妥协。但无论如何，安全系数的选择是关系到疏水阀工作正确和有效的重要因素。