冷凝水清除

防止失速的实用方法

如果失速是不可避免的，可以通过以下三个基本解决方案之一来设计安装来克服潜在的问题:

1. 确保蒸汽空间中的蒸汽压力不会低于大气压，并且凝结水可以通过重力从浮球疏水阀中排放出来。
2. 接受蒸汽空间中的压力可以小于背压，并通过安装泵阱提供替代方法去除冷凝物。
3. 确保蒸汽空间中的压力稳定，高于背压。这将需要在系统的次级侧具有温度控制系统

依次采取以下三个选项:

1. 确保蒸汽空间的条件不会低于大气压，并且冷凝水可以通过重力排放到疏水阀或从疏水阀排出的装置:
   
   1A）真空断路器法清除冷凝物（见图13.8.1）
   疏水阀不能承受高于大气压力的任何背压，并且必须将冷凝水排放到开口端（这可能会造成浪费），或排放到附近的通风接收器和泵中，以使冷凝水中包含的能量得以回收。

1b）辅助疏水阀方法（见图13.8.2）

标准浮子疏水阀安装时，冷凝水返回到冷凝水系统，该系统被加压和/或升高到疏水阀上方。可以安装一个辅助浮子疏水阀，通过开口端排放冷凝水。

当有足够的蒸汽压力来克服反压力时，主浮子疏水阀将起作用，但当发生失速时，凝结水将备份并通过辅助浮子疏水阀排放，从而防止凝结水回流到换热器中。

由于这种冷凝物将排出浪费，只有在不经常发生的情况下只能使用这种方法。辅助陷阱应静态静态头部，以将计数器负载通过方法1a，并且“主”陷阱应具有相同的尺寸，但尺寸至少150 mm以下辅助卸下T块。

除了能量损失的明显缺点之外，该方法还需要陷阱入口和热交换器出口之间的可用头。

2.允许蒸汽空间中的蒸汽压力降至背压以下，但冷凝水可通过重力排放至泵疏水阀装置的装置：

2A）组合安装的泵和浮动阱（见图13.8.3）

该方法使用泵和浮子疏水阀组合安装。它更适合于标称热容量超过1.5 MW（标称2 500 kg/h蒸汽）的热交换器。
蒸汽压力相对于热负荷的变化而变化。在高负荷下，蒸汽压力将高于背压，但在低负载下，它将较低。
该泵是机械式压力动力泵，当出现失速时，辅助蒸汽供应自动接管，提供动力排出凝结水。如果蒸汽空间压力高于反压，凝结水就会通过泵体进入浮子疏水阀，从而使凝结水排出。
这种方法在大型装置上更实用、更经济;如使用40mm及以上冷凝水排水管。

2b）带恒定流量热交换器的泵疏水阀（见图13.8.4）

二次流量在通过热交换器时不会发生变化，因此蒸汽压力会随着二次入口温度的变化而变化。在高负荷下，蒸汽压力将高于背压，但在低负荷下，蒸汽压力将更低。
该方法使用泵陷阱装置，该装置提供泵，蒸汽疏水阀和一个体内止回阀的功能。
Spirax Sarco ApT14自动泵陷阱设计用于占用最小空间，并且可以安装在换热器上，标称加热能力高达1.5兆瓦。
它最适用于冷凝水排水管道高达25mm的安装，但在某些情况下可用于排水管道高达40mm。
典型安装如图13.8.4所示。

2C）带有不同流动式热交换器的泵陷阱装置（参见图13.8.5）

该方法类似于2b），但由于二次混合阀的作用，通过热交换器的二次流随热负荷而变化。
热交换器提供恒温水流，其根据负载由二次混合阀混合。随着次要流量的变化，蒸汽压力变化以保持恒定的出口温度，使得在高负载下，它位于背压之上，并且在低负载下方。

3.确保蒸汽压力保持恒定的安装，不能下降在背压以下，并且冷凝物可以排出到蒸汽疏水阀中：

3A）次级电路温度控制阀的蒸汽阱（见图13.8.6）

这种方法要求在二次回路中使用三端口混合阀或分流阀进行温度控制。通过压力控制阀将热交换器的蒸汽供应保持在恒定压力（通常小于1 bar g）下，因此，冷凝物始终可以在较低的背压下从热交换器中清除。
这种方法并不总是切实可行的。它不适用于蒸汽/空气加热器电池或液体系统，因为二次系统的压力太低，无法防止液体沸腾。
与所有方法一样，它具有优点和缺点，必须在选择选项之前进行评估。

3B）蒸汽阱和调节阀在冷凝水排水管中（见图13.8.7）

冷凝水排放通过冷凝水排放管线中的调节阀实现。该方法还可在蒸汽空间中保持所需的蒸汽压力，无论负载条件如何。

开/关控制不应与热交换器一起使用

ON / OFF温度控制阀根据热负荷不调制，但完全打开或完全关闭。一个例子是电磁阀。当开放时，换热器将保持完全蒸汽压力，以清除对压缩的冷凝物。乍一看，这种控制方法似乎克服了任何背压问题，但不推荐在诸如热交换器的过程中，其中二次流体必须在其通过时加热到其所需的温度。这有三个主要原因：

• 一个“开/关”控制系统由一个依赖于产品超温来实现控制的恒温器激活。由于蒸汽的热含量高，在电磁阀关闭后，大量的热量可以保留在蒸汽空间。总的效果是产品温度高于所需温度。如果恒温器的设置被降低以抵消这种影响，“开启”温度可能会低于系统参数可能需要的温度。它会导致系统温度控制不良，并可能导致产品变质。
• 压力和温度持续而迅速的变化将对换热器施加热应力和机械应力，这可能会降低其使用寿命。
• 让蒸汽系统承受瞬间的压力升高从来都不是一个好主意。蒸汽空间和冷凝管中存在的任何冷凝液都会在蒸汽突然涌入时通过系统被立即推向疏水阀。这可能导致水锤，并损坏热交换器和疏水阀。

开/关控制通常仅适用于“非流动”或“间歇”型热交换过程，尤其是带有坚固加热盘管的储罐或夹套锅，其中在长时间加热期间（通常超过数分钟甚至数小时）施加所需蒸汽压力。产品温度的上升速度比流动式系统要慢得多，流动式系统预计在通过热交换器的短时间内加热产品。

结论

一般来说，最适合用于热交换设备的蒸汽疏水阀类型，特别是在可能失速的情况下，是带有整体平衡压力空气出口的浮球蒸汽疏水阀。
如果摊位有任何可能性，则泵陷阱通常是处理它的最有效方法，因为它受益于：

• 简单。
• 有成本效率的
• 袖珍的。

请注意:本模块中的图表仅为原理图，为简单起见，不包含特定安装所需或建议的所有辅助设备。例外的是图13.8.8，它显示了APT14自动泵疏水阀的详细、实际安装。