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              1. 金信集團:疏水閥選型需要考慮哪些問題?怎樣選型?

                發布時間:2018-08-13 19:14          

                疏水閥是蒸汽、冷凝水管道系統的主要附件之一,起排水、排氣、阻蒸汽的作用。如果疏水閥失靈,大量的蒸汽竄到冷凝水管道里,不僅熱量損失大,而且會產生“水擊”,破壞管網;疏水閥堵塞,冷凝水通不過或者流量變小,則用汽設備達不到預期效果。

                使用疏水閥,選型很重要!!不能簡單按設備連接尺寸隨便選配同尺寸的疏水閥,即使同一種口徑的疏水閥,疏水能力可能差別很大,所以選用疏水閥時必須根據設備的工藝條件,參照疏水閥制造廠家提供的參數來選配疏水閥才是正確的選擇。

                以下是對疏水閥選型時需要考慮的問題做一一闡述:

                1、理論依據

                蒸汽冷凝水是一種高溫可壓縮、易產生閃蒸或汽化的液態流體,而非一般意義上的流體,在產品設計時,需比較多的考慮其眾多特殊性因素帶來的負作用,如閃蒸、空化、蒸汽綁、空氣綁、水錘等等,否則極易造成產品品質不穩定,產品壽命短,換熱設備無法正常排放冷凝水等常見問題。設計人員往往只考慮流體力學的基本理論,而忽略了蒸汽介質的這些非常獨有的特殊性,致使產品出現較多設計缺陷。

                2、疏水閥生產工藝及材料選用

                設計和選用疏水閥時需要考慮閥門的生產工藝和選材,尤其對于一些關鍵零部件,如浮球、閥嘴、熱靜力排空元件等,要嚴格控制其材質和相關性能。部分生產商在產品生產時出于成本考慮,又未能考慮介質的特殊性,實際上疏水閥內是冷凝水和蒸汽的混合介質(高溫、易閃蒸、弱酸堿腐蝕),一般壓差比較大,流速非常高,對材料特別是閥嘴和浮球的材料,需要耐沖蝕率和抗沖擊力非常高的特性,若用一般材料替代抗沖蝕性和抗沖擊性材料,工藝上未考慮冷凝水對工藝的極端細致要求等,對產品使用壽命造成非常大的影響。

                3、工藝不同是如何影響疏水閥選型的?

                因為用戶的的行業、生產工藝、所用設備、現場的實際蒸汽壓力溫度等均不盡相同,哪怕是同一工廠的兩條相同的生產線,有時也因為極為細微的差別,而導致疏水效果也不同。因此,實際工況是非常復雜的,疏水閥選型時,務必對工況進行詳細分析,計算排量后根據相關參數來選型,一旦選型確認,則必須據此選型來安裝到相應位置使用,避免因裝錯位置而造成疏水閥不能正常工作的問題。

                3.1、蒸汽輸送管道

                蒸汽輸送管道的目的就是將合理且高質量的蒸汽輸送到用汽設備或伴熱管線。在蒸汽輸送管道上的疏水閥最重要目的就是防止發生管道水錘。疏水閥是用來來防止冷凝水積存的,這也就意味著疏水閥時需要排放沒有過冷度的冷凝水(即快速排出接近蒸汽溫度冷凝水)。

                應用舉例:DN100蒸汽主管,壓力8Barg,對空排放背壓為0Barg(建議不要對空排放,對冷凝水進行回收),該如何選用適合的型號?

                查蒸汽管道選型表,30m/s速度下DN100管道最大蒸汽流量為4.5t/h,一般按照經驗,主管冷凝水流量按蒸汽流量的5%考慮即可,則冷凝水量為 =4500*0.05=225kg/h。

                已知壓差為8-0=8Barg,冷凝水量為225kg/h,因此,我們選擇的疏水閥型號,在壓差為8Barg時,最大排水能力必須大于225kg/h。對照疏水閥排量表,選擇閥嘴壓差編號為“-10”既大于實際壓差8Barg,又不會偏差過多。再看向縱、橫坐標與-10曲線的交匯點,得知排水能力大于工況要求的225kg/h,因此杠桿浮球式疏水閥,型號:WY12F-10,DN25口徑為最佳選型。

                WY12系列杠桿浮球式疏水閥,排水口在底部,浮球根據冷凝水的負荷變化自動調節主閥開度,連續、及時、 順利地排除冷凝水,抗背壓能力強,0.1Barg壓差下也可排水,有熱靜力式排空裝置,能在啟動時及時排放空氣,進口端大面積過濾網,減少雜質卡堵問題。

                主管、分氣缸疏水組安裝示意圖:

                應用實例:

                3.2、蒸汽加熱設備

                用汽設備的運行狀態直接影響到產品質量。由于冷凝水會造成加熱不均勻,降低傳熱效率和其他類似問題,因此能縮短開機時間并能保證沒有冷凝水積存的,具有連續排水特性的疏水閥是這類工藝的最佳選擇。

                這些用汽設備在停機時會進入一些空氣,因為空氣和一些不凝性氣體會造成換熱效率和效果的下降,因此選擇的疏水閥應該帶有高性能的排空氣閥。

                應用舉例1:管殼式換熱器蒸汽壓力6Barg,有冷凝水回收背壓1Barg,水量為20t/h,循環利用,溫升大約20℃,疏水閥該如何選擇?

                根據公式計算蒸汽耗量為810kg/h,因為冷凝水要沿盤管排出,細長的盤管很容易產生水錘現象,所以盤管被設計成沿蒸汽流動方向逐漸下降,并且采用多段并聯的方式。所以選用有抗水錘設計的自由浮球疏水閥較為合適,一般排量中等或較大。

                跟上述選型方法一樣,我們選擇的疏水閥,在壓差為6-1=5Barg時,最大排水能力必須大于810kg/h,因此,對照疏水閥排量表,自由浮球式疏水閥,型號:RFT18F-8,DN40口徑為最佳選型。

                應用實例:

                應用舉例2:造紙行業滾筒烘干機,蒸汽壓力7Barg,背壓1Barg,設備蒸汽耗量大約2500kg/h,疏水閥該如何選擇?

                選型方法同上,在壓差為6Barg時,最大排水能力必須大于2500kg/h。因此,對照疏水閥排量表,帶破蒸汽綁裝置自由浮球式疏水閥,型號:BFT45F-8,DN50口徑為最佳選型。

                此類設備主要是通過虹吸管排除冷凝水,易發生蒸汽和冷凝水混合進入到疏水閥內,蒸汽無法通過疏水閥排出,聚集在疏水閥內和前段管道,導致冷凝水積存在設備內,此種情況需要用破除蒸汽綁裝置的疏水閥來解決,即在疏水閥上增加一個破除蒸汽綁的小針閥,及時把混進來的蒸汽排走,確保設備能連續加熱。型號BFT45F-8即為自帶破蒸汽綁裝置自由浮球式疏水閥,可有效破除蒸汽綁,確保冷凝水順暢排放。

                易產生蒸汽綁的設備及工況有:

                A、 硫化機、滾筒干燥機、細長型列管換熱器、其他帶有虹吸管排水的設備;(如糧油行業浸出車間的正己烷加熱器屬于細長列管加熱器,造紙行業的楊克烘缸,印染行業的小型多滾筒)

                B、疏水閥安裝在垂直管頂部,會產生蒸汽綁;

                C、疏水閥前管道過小,也會產生蒸汽綁。

                D、疏水閥的安裝位置距用汽設備比較遠時,可能會發生蒸汽綁;

                滾筒烘缸后疏水組安裝示意圖:

                應用實例:

                3.3、伴熱管線

                伴熱管線的疏水閥要求和前兩者有所不同,蒸汽經過銅管(銅管具有較高的導熱性)加熱并保持100℃以上,使高粘度流體保持一定的流動性。適用的疏水閥應該具備能防止銅離子沉淀,并能充分利用蒸汽/冷凝水顯熱的特性。

                對疏水閥的要求:輕便緊湊、微量或無過冷度、如果經常出現堵塞應當要具備方便清潔雜質/銅離子沉淀的功能。

                綜上,選擇疏水閥需要考慮的問題:

                A、首先要滿足基本參數:工況的壓差(閥前壓力減去背壓)、溫度、冷凝水排量和排除空氣的基本需要,同時系統設計和維護的需要也會影響性能和選擇;

                B、水錘,震動,噪音:需要考慮疏水閥的類型,選擇抗水錘,不會積水的疏水閥;

                C、蒸汽綁和空氣綁:需要考慮特殊工況,廠家要清楚的知道哪些常見的設備會產生“蒸汽綁”問題,在疏水閥上要增加破除蒸汽綁的裝置;

                D、群組疏水:避免多臺設備共用一個疏水閥的情況;

                E、污垢和雜質:最好選擇內置了過濾網的疏水閥;

                F、真空:疏水閥只有正壓差條件下才能排水,若真空管道,則需要選用動力機械泵,利用引進的外部動力,強制排放冷凝水。

                G、防凍:北方寒冷區域,若用于室外可能結冰的工況,需要在疏水閥下部增加防凍閥。

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