蒸汽凝结水系统常见问题与分析

蒸汽凝结水系统常见问题与分析

提要本文通过蒸汽凝结水系统容易出现的问题进行了总结与分析。只有正确的疏水，才能保证蒸汽系统、换热设备的良好运行。本文对疏水阀的选型、疏水管道的布置、失流现象进行分析与探讨。

关键词

疏水阀选型疏水管布置失流

蒸汽系统投入运行后，经常发现的问题是，设备不能正常疏水，造成设备换热效率下降，或根本达不到换热效果。

1.疏水不畅的原因为：

1.1疏水阀选型不合适；

1.2凝结水管尺寸选择过小，造成凝结水满溢或是节

流，以及闪蒸蒸汽的作用，造成凝结水无法进入或无法在凝结水管道内自由流动。情况严重会造成凝结水管水锤现象。尤其值得注意的是疏水阀后的管道必须比疏水阀前大1~2号。

1.3在有温度控制的应用中，由于换热器内部的压力

是变化的，甚至是负压的情况均有可能出现，凝结水会被回收至有压力的的系统中，比如换热器内部。当蒸汽再开启时，容易出现水锤现象。

1.4凝结水管布置问题。包括坡度，管道提升等问题，

造成疏水不畅。

1.5多个设备疏水共用凝结水管，造成凝水串通到其

它设备内。

1.6凝结水管错误的接入排水等无压力重力流管道。

造成蒸汽凝结水无法排出，反串到排水管的上游。

2.应对措施

2.1正确的疏水阀选型

疏水阀的作用是，在阻止蒸汽外泄的情况下，顺利排除系统中的凝结水、空气和其它不凝性气体。

选择疏水阀首先要满足压力、凝结水负荷和排除空气的基本需要。运行、维护、环境的需要也是必须考虑的因素。

疏水阀类型、工作原理、优缺点介绍：

A.疏水阀的分类

a)热静力式(通过感应流体的温度变化工作)--

饱和蒸汽的温度由其压力决定，在蒸汽空间内

蒸汽释放潜热，在饱和温度下形成冷凝水。如

果进一步释放热量，冷凝水的温度将下降。下

降到一定温度，热静力疏水阀就开始排放冷凝

水，当蒸汽进入疏水阀时，温度上升疏水阀关闭。

b)机械式(通过感应流体密度变化工作) - 这种疏水阀靠感应蒸汽和冷凝水的密度不同工作，包括浮球式和倒吊桶式疏水阀。对于浮球式疏水阀，有冷凝水时浮球上升，阀门打开，排出冷凝水。对于倒吊桶式疏水阀，当蒸汽进入阀内时倒吊桶上升关闭阀门，在工作原理上两者都是机械式的。

c)热动力式(通过感应流体的动力特性变化工作) - 热动力式疏水阀依靠冷凝水产生的闪蒸蒸气工作。这类疏水阀包括热动力式、圆盘式、脉冲式和迷宫式疏水阀。

B.各类疏水阀的优缺点：

a)热静力疏水阀常用的为压力平衡时疏水阀，属于液体膨胀式疏水阀的改进型。其优点是：启机阶段阀门全开，能快速排除空气和其它不凝性气体。缺点是：热静力式疏水阀直到凝结水温度降低到低于饱和蒸汽温度一定温度之下才会打开（过冷度由填充其中的膨胀液体决定）。它不能用在需要及时排除冷凝水（不能积水）的场合，例如，蒸汽主管、换热器、关键伴热管线疏水。

b)浮球-热静力疏水阀是机械式疏水阀的一种，是在普通的浮球式疏水阀内部安装了一个热静力式排气阀。在系统启动时，可以排放系统的空气，同时排放冷凝水。浮球-热静力疏水阀的优点：能在饱和蒸汽温度下连续排放冷凝水，特别是要求传热率高、快速加热的场合的首选疏水阀；不管冷凝水多少，都能自如排放，不受压力或流量的大幅突然变化的影响；能抵抗水锤；带排气阀的疏水阀可以自动排放空气。缺点：室外环境下，浮球式疏水阀会被严重冰冻冻坏；高压差下排放能力减弱。

c)热动力式疏水阀的优点：结构简单、紧凑重量轻，由于碟片是唯一活动部件，维护方便，可在线维修；可用于高压或过热蒸汽，抗水锤、震动；热动力式疏水阀可抗冰冻；疏水阀开关

时发出清脆的“咔哒”声，可容易的监视疏水阀的工作状态。热动力式疏水阀的缺点：不能在低压差下工作（进口压力不能低于0.25MPa，且背压不能大于80%）；启动阶段，进口压力如缓慢增加，可排放大量空气，若压力增加较快，空气流速过快，容易在热动力式疏水阀内部形成气阻（现在的产品可增加防气阻碟片，可消除气阻）；排放时有噪声；选型不能过大，否则会动作过于频繁，增加磨损。

C.几种常见设备、情景下的疏水阀选择：

a)蒸汽主管疏水阀的选择。蒸汽主管道一般在室外，压力较高，同时疏水量较小。热动力式疏水阀非常结实、使用寿命长、工作效率高，同时能抗冻，且造价相对便宜。所以热动力式疏水阀是最佳选择。浮球式疏水阀也是可接受的选择，但在寒冷的室外，疏水阀要做好保温工作，且疏水阀后必须安装止回阀，防止停机时凝结水回流，阀内积液冻坏疏水阀。

b)蒸汽分气缸疏水阀选择。蒸汽分气缸的负荷总是不断变化，疏水量较大，浮球式疏水阀是最好的选择。为了便于疏水的排放，分气缸安装是要有一定的倾斜度，底部要安装积液管。

c)管道末端疏水阀的选择。主管末端容易积聚空气，容易受到水锤的影响。管道末端应安装疏水阀和排气阀。末端安装T型三通利于减少水锤的影响。末端疏水的最佳选择是热动力式疏水阀加排气阀。浮球热静力式疏水阀也是可接受的选项，浮球热静力阀也可排除启机阶段的空气。d)加压阀疏水。减压阀的下游可能出现在正常工作时关闭的情况，应该布置疏水点以排除关闭期间形成的凝结水，这样可以保证下游管道干燥，避免减压阀积水。浮球式疏水阀能够连续排水，同时排放时不影响管道中的压力。浮球式疏水阀是最好的选择。

e)制程罐排水管提升时疏水阀的选择。制程罐中的加热盘管逐渐倾斜下降，如果最后提升疏水管，在制程罐顶部疏水。在提升前最低端要有一个“U”型密封，而提升管直径一定要小，把小管径的管子伸至“U”型密封的底部，顶部通过扩径接头和输水管道相连，这样可以防止汽锁。凝结水靠虹吸原理及蒸汽压力排至疏水阀。为了防止汽锁的发生，凝结水应直接排放，或排放至开式回收箱中。带气阻碟片的热动力式疏水阀是最佳选择，浮球-热静力式疏水阀、压力平衡式疏水阀也是可接受的选择。