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石化蒸汽疏水閥選型指南

簡要介紹了疏水閥的三大種類:機械型疏水閥、熱靜力型疏水閥和熱動力型疏水閥。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水量等的計算，通過疏水閥分類和工作原理的介紹，指導疏水閥的選型和使用。在石化行業大量地使用蒸汽。及時排除蒸汽系統中的凝結水、減少蒸汽的泄漏;提高蒸汽使用設備的熱效率等問題，是行業節能降耗工作的重要內容。蒸汽疏水閥是解決這些問題的重要設備，蒸汽疏水閥是用在蒸汽加熱設備或蒸汽輸送管線上，起自動阻汽排水作用的裝置。它的工作就是盡快地把積存在系統中的凝結水、空氣和二氧化碳氣體排到系統之外，保證工作的高效和經濟性。疏水閥的正確選擇、安裝使用直接影響到蒸汽系統的安全運行和節能工作的好壞。

石化作為大型的石油化工企業其利用蒸汽的設備數量多。各種類型的蒸汽換熱設備，對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:機械型、熱靜力型、熱動力型。

1.1 機械型疏水閥(也稱浮子型)

該類疏水閥是利用凝結水與蒸汽的密度差，通過凝結水位升降帶動浮子開啟和關閉閥座，達到阻汽排水的目的。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:所排的凝結水溫度接近設備中的飽和蒸汽溫度，最高備壓率85%，使生產工藝設備和凝結水回收工程立項的疏水閥。幾種機械型疏水閥性能比較見表1。表1 機械性疏水閥性能對比表

1.2 熱靜力型疏水閥
該疏水閥是利用蒸汽和凝結水的溫度差引起感溫元件的變形或膨脹來帶動閥芯開啟或關閉，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， 采暖設備和一些允許有部分高溫凝結水的小型加熱設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比表

1.3 熱動力型疏水閥

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

表3熱動力型疏水閥性能對比表

目前現場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，下面講一下疏水閥的選擇:選擇疏水閥時，不能單純從最大排放量選擇，只根據管徑大小來選用疏水閥。必須根據疏水閥選擇原則并結合凝結水系統的具體情況來選用。一般情況下，應按以下三個方面選用。

2.1 根據加熱設備和對排出凝結水的要求來選擇疏水閥的型式

對于要有最快的加熱速度，加熱溫度控制要求嚴的加熱設備，需保持在加熱設備中不能積存凝結水，只要有水就得排，則選擇能排飽和水的機械型疏水閥為最好。因為它是有水就排的疏水閥，能及時消除設備中因積水造成的不良后果，迅速提高和保證設備所要求的加熱效率。
 對于有較大的受熱面，對加熱速度、加熱溫度控制要求不嚴的加熱設備，可以允許積水，如:蒸汽采暖疏水、工藝伴熱管線疏水等。則應選用熱靜力型疏水閥。

對于中低壓蒸汽輸送管道，管道中產生的凝結水必須迅速排除，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，滿足不了用汽設備工藝要求。因此，中低壓蒸汽輸送管道選用機械型疏水閥為最好?？傊?，必須根據加熱設備和用途，對疏水閥型式進行合理選擇。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

根據用氣設備的最高工作壓力、最高工作溫度，確定疏水閥的公稱壓力、閥體材質，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備的最高工作壓力。同時，根據疏水閥公稱壓力、最高工作溫度、安裝環境等選定閥體的材料。

疏水閥的最高工作溫度根據蒸汽使用設備所使用的蒸汽來確定，選擇時應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，必須根據疏水閥的最高工作壓力、最高工作溫度及蒸汽使用設備相應連接部分要求來確定。

2.3 根據排水量的大小，選擇確定疏水閥的性能參數

疏水閥各種壓差下的排水量，則是選擇疏水閥的一個重要因素。如果所選用安裝的疏水閥排水量太小，就不能及時排除已到達該疏水閥的全部凝結水，使凝結水受阻倒流，最終將造成堵塞，使設備加熱效率顯著降低［3］。相反，選用排量太大的疏水閥將導致閥門關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，不經濟。因此，對設備或管道內產生的凝結水量，必須正確測量和計算。在確定疏水閥的排水量時，應根據各種用汽設備的特點、疏水閥的排放形式來確定“安全系數K"。
一般應按下式計算: 

疏水閥的每小時排水量=設備或管道每小時產生的凝結水量× 安全系數K 

其中安全系數K，是從經驗中得出的數據。安全系數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備的種類。如果排水特性變化大， 又是間斷運行的設備，那么安全系數要選取偏大，反之則取偏小為好。綜合各方面因素，對不同的蒸汽使用設備建議分別取安全系數K = 2～4。常用蒸汽疏水閥安全系數如表5所示。

表5 常用蒸汽疏水閥安全系數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 

在日常生產運行過程中，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比了對不同型式疏水閥的使用注意事項，具體如表6所示。 表6常見疏水閥型式及使用注意事項表

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的故障以及對應的故障原因分析，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量參差不齊，因此，選擇質量好、價格合理疏水閥制造廠是解決目前現場疏水閥生產廠家多，質量不能保證的首要問題。   

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

 (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。