典型的疏水阀优点缺点

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(1)热动力型 圆盘式疏水阀的结构,其上部为一变压室,
当启动时,设备中冷空气及冷凝结水通过阀口排 出。

当凝结水温度接近饱和水蒸汽温度时,阀的 进出口之间形成大的压差,产生大量二次蒸汽,
凝结水和二次蒸汽的混合物一方面以高速流过阀
片下面,另一方面有一部分混合物流向变压室上 部,其流速显然比阀片下要慢得多。

从伯努利方
程看到,阀片上的静压要比阀片下的静压大得多 ,即忽略次要因素后, P 下+1/2ρυ下2≈ P 上+
1/2ρυ上2 由于υ下>>υ上,因此,P 上>>P 下,故
阀片关闭。

从上面的分析知道,即使在疏水阀正常情况 下,为关闭阀门,必须有部分生蒸汽泄漏,才能 产生上述关闭阀门的压差。

另外,即使没有或很少有凝结水时,在变压
室中的蒸汽,由于冷却原因,这部分蒸汽要相变成凝结水,导致变压室压力下降而又开启阀门,因而造成蒸汽泄漏。

故这种疏水阀,不管有没有凝结水,阀门一定会不断的开闭而造成生蒸汽较大泄漏。

还有,由于阀片在开启闭合动作时不断的受到冲击,阀片极易损坏。

再加上阀座由于易积杂质而造成关闭不严,有会导致生蒸汽泄漏。

我们还可以看到,热动力式的“排空”性比较差。

因为当阀内不凝性气体积凝于变压室上部而又无法排出时,会造成“气堵”,致使疏水阀无法动作。

这种情况下,即使用榔头敲打也无济于事。

综上所述,由于设计原理关系,这种热动力式疏水阀必然生蒸汽泄漏较大(>3%,经常是5~7%)。

尽管这种疏水阀由于生产成本低而只有30~40元/只,但由于泄漏、易损等原因,实际运行成本每年却要达3~4千元。

很多厂家也反映,该类阀使用寿命很短,甚至用了1~2天就损坏,管理上也极不方便。

所以实际上早在1984年,国家就将其列为淘汰产品。

遗憾的是,当前还有不少厂家只看到其价格便宜,还在继续使用。

这种状况,实在应该改变了。

(2)浮桶式疏水阀 其结构如图2所示
浮桶式疏水阀工作原理较简单。

当凝结水流
入阀腔到一定程度,若浮桶内水不多,则由浮力
作用桶上浮,关闭阀门。

凝结水继续流入,则可 能进入浮桶内,到一定程度后, 浮桶由于所受 浮力小于其本身的重力等,浮桶下沉,开启阀门 ,凝结水通过套筒排出阀 腔。

若蒸汽进入阀腔,
则凝结水排放到浮桶 又上升关闭阀门时止。

为了增大浮桶式疏水阀的排量,必须增加阀
孔面积。

因此必须增大桶的重量及体积,以增加
开启和闭合阀门的力。

显然,一定又要增大阀的
体积。

这种疏水阀的排空性能较差,所以必须装
手动或自动的排不凝性气体的装置。

另外,这种
密封面的结构,使阀座很易磨损。

为了增大阀的排量,而又要求体积不至于明
显增加,则考虑对浮子加上杠杆结构。

这样就增
加了开启阀孔的力矩。

浮球式及钟形浮子式疏水阀就是这样类型。

图1 外气冷却型圆盘式疏水阀 1-壳体;2-阀盖;3-阀座;4-阀片;5-虑网;6-凝结水入口;7-凝结水出口; 8-环形槽;9-变压室 图2 浮桶式疏水阀 1-挡水板;2-锥形阀;3阀孔;4-旁通气阀;5-通道;6-阀杆;7-套筒;8-浮桶;9-放水塞; 10-排气小孔 54 103219 8 7
6
(3)钟形浮子式疏水阀 这种疏水阀排空性较好(钟形浮子顶部有一
快速排气孔),且杠杆与桶的连接采用活动绞接
时,磨损小,故工作较可靠。

但这种阀有如下缺点:(a)杠杆结构的设 置,显然影响了整个阀的工作可靠性;(b)排
不凝性气体的能力还不是很好;(c)阀瓣和阀
座易磨损,所以这种阀蒸汽泄漏还是较大;(d) 由于倒置的钟形浮子是筒形,故要求阀排量增加 ,必然要求增加阀的体积,形成这种疏水阀排量
较大时体积太大。

(4)全浮球式疏水阀
日本在七十年代初推出了这种类型的阀,其
结构原理如图4所示: 这种疏水阀,去掉了杠
杆结构,所以动 作可靠性增加。

浮球是用不同
厚度的材料制成上下两个半球焊接而成。

所以一
般情况下,浮球浮动时上下半球不会移位。

这种
阀的工作原理并不复杂,也无非是用杠杆原理作
设计调整。

具体受力分析与钟形浮子式相似,这
里不再叙述了。

自由浮球式疏水阀的优点如下:(a)浮球既
作浮子又作启闭式件,即起阀瓣作用;另外它又
起杠杆作用,身兼三个作用。

所以球面上密封点
在一定程度上是随机密封,分散了磨损,增加了
使用寿命;(b)在水封状态下工作,故蒸汽泄漏
小;(c)能连续排凝结水,所以对于提高用汽设
备的热交换效率有利。

但是这种疏水阀有如下致命伤,影响了它的 广泛使用:(a)不凝性气体积聚于阀体上部无法 随水排出阀外,会造成气堵。

因此不得不设置排 气孔,一般用双金属片控制其开关。

一旦双金属 片损坏(尤其国产件质量还不太可靠),4mm 左 右的排气孔会造成蒸汽严重泄漏。

(b )浮球为一 密闭的空心球,不耐水击,且焊接缝在高温高压
及蚀下易渗漏,以致动作失灵,球又不易修复。

(c )一旦有冲击汽流,造成浮球滚动,水封失灵,又会造成蒸汽严重泄漏。

(d)阀的排水孔位于阀的下部,极易因管道或蒸汽中的杂质积累,使排水口有效面积逐渐减少或造成堵塞。

综上所述,理想的疏水阀应具有如下特点:
(a)不应有空心构件。

(b)在水封状态下工作,使蒸汽泄漏减少到最低程度。

(c)排水口密封应是随机的,以减少磨损,增加阀的使用寿命。

(d)吸取钟形浮子式的优点,进一步提高排不凝性气体的能力,并且这种排空能力要可靠。

(e)排水口位置不宜设置在阀的下部。

(f)去掉大多数机械型疏水阀的杠杆结构,增加工作可靠性。

(g)设计思想上,应避免造成热动力疏水阀泄漏率大的缺点,也应克服热静力式疏水阀过冷 度大的缺点。

图3 钟形浮子式疏水阀 1-壳体;2-阀盖;3-钟形浮子 4-阀瓣;5-阀座;6-杠杆
图12 自由浮球式疏水阀 1-壳体;2-阀盖;3-浮球;4-阀座;5-过滤器;6-双金属片;
7-排气阀瓣;8-排气阀座;9-顶杆;10-分配盖; 11-排气插销;12-螺栓;13-隔片。

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