蒸汽疏水阀和蒸汽阱

纵观蒸汽利用的历史，Spirax Sarco一直处于提高蒸汽装置效率的前沿。自1935年以来，Spirax Sarco的产品范围显著扩大，目前已在世界各地的许多类型的工厂使用蒸汽。今天，几乎没有生产过程不依赖蒸汽提供最终产品。

疏水阀是任何蒸汽系统的重要组成部分。它是良好的蒸汽和凝结水管理之间的重要环节，在过程中保留蒸汽以最大限度地利用热量，但在适当的时间释放凝结水和不凝气体。

尽管孤立地观察蒸汽疏水阀很诱人，但其对蒸汽系统整体的影响往往不被重视。下面的问题变得很重要

通常情况下，如果为特定应用选择了不合适的疏水阀，则不会注意到不良影响。有时，疏水阀甚至完全关闭而没有任何明显的问题，例如在蒸汽总管上，一个排放点的凝结水排放不完全，往往意味着其余的凝结水被简单地转移到下一个排放点。如果下一个排水点被堵塞或被关闭，这可能是个问题!

善于观察的工程师可能会认识到，控制阀的磨损、泄漏和工厂产量的降低，都可以通过适当注意疏水阀来补救。任何机械装置都会磨损，疏水阀也不例外。当疏水阀无法开启时，有一定量的蒸汽可以进入凝结水系统，尽管它的数量通常比预期的要少。幸运的是，蒸汽用户现在可以迅速地检测和纠正这些故障。

没有关键部件“疏水阀”(或疏水阀)，任何蒸汽系统都是不完整的。这是凝结水回路中最重要的环节，因为它连接了蒸汽的使用和凝结水的回流。

蒸汽疏水阀实际上是“净化”冷凝水(以及空气和其他不凝气体)，使蒸汽在尽可能干燥的状态下到达目的地，以高效和经济地执行其任务。

疏水阀必须处理的凝结水的数量可能有很大的变化。它可能必须在蒸汽温度下排放凝结水(即一旦它在蒸汽空间中形成)，或者可能需要排放低于蒸汽温度的凝结水，在这个过程中放弃一些“显热”。

蒸汽疏水阀工作的压力可以在真空到一百巴以上的任何地方。为了适应这些不同的条件，有许多不同的类型，每一种都有自己的优点和缺点。经验表明，当蒸汽疏水阀的特性与应用程序相匹配时，其工作效率最高。必须选择正确的陷波来在给定的条件下执行给定的功能。乍一看，这些条件似乎不明显。它们可能涉及操作压力、热负荷或冷凝压力的变化。疏水阀可能受到极端温度甚至水锤的影响。它们可能需要耐腐蚀或耐污垢。无论在什么情况下，正确的疏水阀选择对系统效率是很重要的。

它将清楚的是，一种类型的蒸汽疏水阀可能不可能是所有应用的正确选择。

选择疏水阀时的注意事项

空气通风

在'启动'，即过程的开始，加热器空间充满空气，除非流离失所，否则将减少热传递并增加热预热时间。启动时间增加和植物效率下降。在它有机会与进入的蒸汽混合之前，优选尽快吹扫空气。如果空气和蒸汽混合在一起，它们只能通过冷凝蒸汽来离开空气来分离，然后必须将其排放到安全的地方。在较大或更大的蒸汽空间上可能需要单独的空气通风口，但在大多数情况下，系统中的空气通过蒸汽疏水阀排出。在这里，恒温陷阱在某些类型的陷阱中具有明显的优势，因为它们在启动时完全打开。具有内置恒温空气通风口的浮动陷阱特别有用，而许多热力学陷阱也能够处理适量的空气。然而，固定孔口冷凝出口的小孔和倒置桶中的排气孔慢慢地捕获通风口。这可以增加生产时间，预热时间和腐蚀。

凝析油去除

放掉空气后，疏水阀必须通过凝结水而不是蒸汽。此时蒸汽泄漏是低效且不经济的。蒸汽疏水阀必须允许凝结水通过，同时捕获过程中的蒸汽。如果良好的传热对工艺至关重要，则必须立即以蒸汽温度排放凝结水。由于疏水阀选择不正确而造成的内涝是造成蒸汽装置效率低下的主要原因之一。

植物的性能

当考虑到排除空气和凝结水的基本要求时，就可以将注意力转向“装置性能”。简单地说，除非专门设计用于浸水，否则热交换器要想以最佳性能运行，蒸汽空间必须充满干净的干蒸汽。疏水阀的类型会影响这一点。例如，恒温阱保留冷凝物直到冷却到低于饱和温度。如果这种冷凝物留在蒸汽空间，它将减少传热面积和加热器的性能。在可能的最低温度下排放凝结水似乎很有吸引力，但一般情况下，大多数应用需要在蒸汽温度下从蒸汽空间中清除凝结水。这就需要一个与恒温型蒸汽疏水阀具有不同操作性能的疏水阀，这通常意味着要么是机械式疏水阀，要么是热力式疏水阀。

在选择特定的疏水阀之前，必须考虑工艺的需要。这通常将决定所需的陷阱类型。该工艺与蒸汽和凝结水系统的连接方式可能决定在这种情况下最好的疏水阀类型。一旦选定，就必须确定疏水阀的大小。这将由系统条件和工艺参数决定，如:

• 最大蒸汽和冷凝压力。
• 操作蒸汽和冷凝水压力。
• 温度和流量。
• 过程是否受温度控制。

将在此块内的后续模块中进一步讨论这些参数。

可靠性

经验表明，“良好的蒸汽捕获”等同于可靠性，即以最小的关注获得最佳性能。

不可靠的原因通常与以下几点有关:

• 腐蚀，由于冷凝物的状况。这可以通过使用特殊的建筑材料和良好的给水调节来解决。
• 水锤，通常是由于蒸汽疏水阀后的提升，有时在设计阶段被忽视，往往造成不必要的损坏，否则可靠的蒸汽疏水阀。
• 水处理化合物从锅炉运来的系统中积累的污垢，或管道碎屑干扰疏水阀运行的地方。

疏水阀的主要任务是适当地清除冷凝水和空气，这需要清楚地了解疏水阀是如何工作的。

闪蒸

通过从高压系统传递到低压系统的热缩合引起的效果是闪蒸的天然存在的现象。这可能会使观察者混淆关于蒸汽疏水阀的状况。

考虑在蒸汽压力和温度下新形成的冷凝物的焓（可从蒸汽表可获得）。例如，在7巴g的压力下，冷凝物将在170.5℃的温度下含有721kJ / kg。如果该冷凝物排出到大气中，它只能在100℃下作为水存在，含有419kJ / kg饱和水焓。721-419中的剩余焓含量为302 kJ / kg，将沸腾一部分水，在大气压下产生一定量的蒸汽。

产生的低压蒸汽通常称为“闪蒸”。释放的“闪光”蒸汽的数量可以计算如下:

如果疏水阀以7bar g的速度向大气排放500kg /h的凝结水，那么产生的闪蒸量将是500 × 0.134 = 67 kg/h，大约相当于38 kW的能量损失!

这代表了相当大数量的有用能量，这些能量经常从蒸汽和凝结水回路的热平衡中损失，如果能够捕获和使用这些能量，就提供了一个简单的机会来提高系统效率。

疏水阀的工作原理

有三种基本类型的疏水阀的所有变化，所有这三种类型的分类国际标准ISO 6704:1982。

疏水阀类型:

• 恒温（通过流体温度的变化操作）
  饱和蒸汽的温度是由它的压力决定的。在蒸汽空间中，蒸汽放弃它的蒸发焓(热)，在蒸汽温度下产生冷凝物。由于任何进一步的热损失，冷凝物的温度将下降。当感觉到较低的温度时，恒温阱将通过冷凝物。当蒸汽到达疏水阀时，温度升高，疏水阀关闭。
• 机械的(由流体密度的变化控制)
  这种蒸汽疏水阀通过感测蒸汽和冷凝物之间的密度差来操作。这些蒸汽疏水阀包括“球浮动陷阱”和“倒置桶陷阱”。在“球浮动陷阱”中，球在缩合物的存在下升起，打开阀门，该阀通过密集冷凝物。使用“倒置桶陷阱”，当蒸汽到达陷阱时，倒置桶浮动并上升以关闭阀门。两者都是它们的操作方法中基本上是“机械”。
• 热力学（由流体动力学的变化操作）
  热力疏水阀部分依赖于冷凝水产生的闪蒸。这组蒸汽疏水阀包括“热力”、“阀瓣”、“脉冲”和“迷宫”蒸汽疏水阀。

这种类型还包括“固定孔板”，不能明确定义为自动装置，因为它们只是一个固定直径的孔，在一组条件下通过计算出的凝结水量。

这一切都依赖于一个事实，即在动态压力下释放的热冷凝物将闪变，形成蒸汽和水的混合物。

以下模块包括参考这些蒸汽疏水阀。