金信集团:疏水阀选型需要考虑哪些问题?怎样选型?

发布时间:2018-08-13 19:14          

疏水阀是蒸汽、冷凝水管道系统的主要附件之一,起排水、排气、阻蒸汽的作用。如果疏水阀失灵,大量的蒸汽窜到冷凝水管道里,不仅热量损失大,而且会产生“水击”,破坏管网;疏水阀堵塞,冷凝水通不过或者流量变小,则用汽设备达不到预期效果。

使用疏水阀,选型很重要!!不能简单按设备连接尺寸随便选配同尺寸的疏水阀,即使同一种口径的疏水阀,疏水能力可能差别很大,所以选用疏水阀时必须根据设备的工艺条件,参照疏水阀制造厂家提供的参数来选配疏水阀才是正确的选择。

以下是对疏水阀选型时需要考虑的问题做一一阐述:

1、理论依据

蒸汽冷凝水是一种高温可压缩、易产生闪蒸或汽化的液态流体,而非一般意义上的流体,在产品设计时,需比较多的考虑其众多特殊性因素带来的负作用,如闪蒸、空化、蒸汽绑、空气绑、水锤等等,否则极易造成产品品质不稳定,产品寿命短,换热设备无法正常排放冷凝水等常见问题。设计人员往往只考虑流体力学的基本理论,而忽略了蒸汽介质的这些非常独有的特殊性,致使产品出现较多设计缺陷。

2、疏水阀生产工艺及材料选用

设计和选用疏水阀时需要考虑阀门的生产工艺和选材,尤其对于一些关键零部件,如浮球、阀嘴、热静力排空元件等,要严格控制其材质和相关性能。部分生产商在产品生产时出于成本考虑,又未能考虑介质的特殊性,实际上疏水阀内是冷凝水和蒸汽的混合介质(高温、易闪蒸、弱酸碱腐蚀),一般压差比较大,流速非常高,对材料特别是阀嘴和浮球的材料,需要耐冲蚀率和抗冲击力非常高的特性,若用一般材料替代抗冲蚀性和抗冲击性材料,工艺上未考虑冷凝水对工艺的极端细致要求等,对产品使用寿命造成非常大的影响。

3、工艺不同是如何影响疏水阀选型的?

因为用户的的行业、生产工艺、所用设备、现场的实际蒸汽压力温度等均不尽相同,哪怕是同一工厂的两条相同的生产线,有时也因为极为细微的差别,而导致疏水效果也不同。因此,实际工况是非常复杂的,疏水阀选型时,务必对工况进行详细分析,计算排量后根据相关参数来选型,一旦选型确认,则必须据此选型来安装到相应位置使用,避免因装错位置而造成疏水阀不能正常工作的问题。

3.1、蒸汽输送管道

蒸汽输送管道的目的就是将合理且高质量的蒸汽输送到用汽设备或伴热管线。在蒸汽输送管道上的疏水阀最重要目的就是防止发生管道水锤。疏水阀是用来来防止冷凝水积存的,这也就意味着疏水阀时需要排放没有过冷度的冷凝水(即快速排出接近蒸汽温度冷凝水)。

应用举例:DN100蒸汽主管,压力8Barg,对空排放背压为0Barg(建议不要对空排放,对冷凝水进行回收),该如何选用适合的型号?

查蒸汽管道选型表,30m/s速度下DN100管道最大蒸汽流量为4.5t/h,一般按照经验,主管冷凝水流量按蒸汽流量的5%考虑即可,则冷凝水量为 =4500*0.05=225kg/h。

已知压差为8-0=8Barg,冷凝水量为225kg/h,因此,我们选择的疏水阀型号,在压差为8Barg时,最大排水能力必须大于225kg/h。对照疏水阀排量表,选择阀嘴压差编号为“-10”既大于实际压差8Barg,又不会偏差过多。再看向纵、横坐标与-10曲线的交汇点,得知排水能力大于工况要求的225kg/h,因此杠杆浮球式疏水阀,型号:WY12F-10,DN25口径为最佳选型。

WY12系列杠杆浮球式疏水阀,排水口在底部,浮球根据冷凝水的负荷变化自动调节主阀开度,连续、及时、 顺利地排除冷凝水,抗背压能力强,0.1Barg压差下也可排水,有热静力式排空装置,能在启动时及时排放空气,进口端大面积过滤网,减少杂质卡堵问题。

主管、分气缸疏水组安装示意图:

应用实例:

3.2、蒸汽加热设备

用汽设备的运行状态直接影响到产品质量。由于冷凝水会造成加热不均匀,降低传热效率和其他类似问题,因此能缩短开机时间并能保证没有冷凝水积存的,具有连续排水特性的疏水阀是这类工艺的最佳选择。

这些用汽设备在停机时会进入一些空气,因为空气和一些不凝性气体会造成换热效率和效果的下降,因此选择的疏水阀应该带有高性能的排空气阀。

应用举例1:管壳式换热器蒸汽压力6Barg,有冷凝水回收背压1Barg,水量为20t/h,循环利用,温升大约20℃,疏水阀该如何选择?

根据公式计算蒸汽耗量为810kg/h,因为冷凝水要沿盘管排出,细长的盘管很容易产生水锤现象,所以盘管被设计成沿蒸汽流动方向逐渐下降,并且采用多段并联的方式。所以选用有抗水锤设计的自由浮球疏水阀较为合适,一般排量中等或较大。

跟上述选型方法一样,我们选择的疏水阀,在压差为6-1=5Barg时,最大排水能力必须大于810kg/h,因此,对照疏水阀排量表,自由浮球式疏水阀,型号:RFT18F-8,DN40口径为最佳选型。

应用实例:

应用举例2:造纸行业滚筒烘干机,蒸汽压力7Barg,背压1Barg,设备蒸汽耗量大约2500kg/h,疏水阀该如何选择?

选型方法同上,在压差为6Barg时,最大排水能力必须大于2500kg/h。因此,对照疏水阀排量表,带破蒸汽绑装置自由浮球式疏水阀,型号:BFT45F-8,DN50口径为最佳选型。

此类设备主要是通过虹吸管排除冷凝水,易发生蒸汽和冷凝水混合进入到疏水阀内,蒸汽无法通过疏水阀排出,聚集在疏水阀内和前段管道,导致冷凝水积存在设备内,此种情况需要用破除蒸汽绑装置的疏水阀来解决,即在疏水阀上增加一个破除蒸汽绑的小针阀,及时把混进来的蒸汽排走,确保设备能连续加热。型号BFT45F-8即为自带破蒸汽绑装置自由浮球式疏水阀,可有效破除蒸汽绑,确保冷凝水顺畅排放。

易产生蒸汽绑的设备及工况有:

A、 硫化机、滚筒干燥机、细长型列管换热器、其他带有虹吸管排水的设备;(如粮油行业浸出车间的正己烷加热器属于细长列管加热器,造纸行业的杨克烘缸,印染行业的小型多滚筒)

B、疏水阀安装在垂直管顶部,会产生蒸汽绑;

C、疏水阀前管道过小,也会产生蒸汽绑。

D、疏水阀的安装位置距用汽设备比较远时,可能会发生蒸汽绑;

滚筒烘缸后疏水组安装示意图:

应用实例:

3.3、伴热管线

伴热管线的疏水阀要求和前两者有所不同,蒸汽经过铜管(铜管具有较高的导热性)加热并保持100℃以上,使高粘度流体保持一定的流动性。适用的疏水阀应该具备能防止铜离子沉淀,并能充分利用蒸汽/冷凝水显热的特性。

对疏水阀的要求:轻便紧凑、微量或无过冷度、如果经常出现堵塞应当要具备方便清洁杂质/铜离子沉淀的功能。

综上,选择疏水阀需要考虑的问题:

A、首先要满足基本参数:工况的压差(阀前压力减去背压)、温度、冷凝水排量和排除空气的基本需要,同时系统设计和维护的需要也会影响性能和选择;

B、水锤,震动,噪音:需要考虑疏水阀的类型,选择抗水锤,不会积水的疏水阀;

C、蒸汽绑和空气绑:需要考虑特殊工况,厂家要清楚的知道哪些常见的设备会产生“蒸汽綁”问题,在疏水阀上要增加破除蒸汽綁的装置;

D、群组疏水:避免多台设备共用一个疏水阀的情况;

E、污垢和杂质:最好选择内置了过滤网的疏水阀;

F、真空:疏水阀只有正压差条件下才能排水,若真空管道,则需要选用动力机械泵,利用引进的外部动力,强制排放冷凝水。

G、防冻:北方寒冷区域,若用于室外可能结冰的工况,需要在疏水阀下部增加防冻阀。

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