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化工蒸汽疏水閥設(shè)計選型分析

蒸汽作為優(yōu)秀熱媒介廣泛應(yīng)用于化工，醫(yī)藥，印染，造紙等生產(chǎn)領(lǐng)域。蒸汽的產(chǎn)生過程需要消耗大量石化能源。一次性的石化能源不僅意味著能耗成本，也對環(huán)境造成了負(fù)擔(dān)和污染。減少蒸汽消耗，消除蒸汽浪費，即意味著降低能源的消耗，對于各個企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益都非常重要。蒸汽疏水閥作為一種自動閥門，是蒸汽和冷凝水系統(tǒng)的分界點，也是兩個壓力系統(tǒng)的分割點，任何的泄露都意味著能源的過度消耗，所以正確選著蒸汽疏水閥對降低蒸汽消耗的過程中發(fā)揮著巨大的作用。

按照基本分類可以分為機械型、熱動力型、熱靜力等基本類型。不同類型的疏水閥排水方式和排水溫度以及排水能力都不盡相同。為了保證任何壓差和溫度下均能及時有效地排除冷凝水，我們在選擇疏水閥的過程中除了考慮壓差和最大排量的同時，還經(jīng)常遇到疏水閥安全系數(shù)這個問題，安全系數(shù)實際上就是人為地放大實際排水量，安全系數(shù)對于疏水閥選型和運行效率以及使用壽命、泄漏量有著相當(dāng)?shù)挠绊憽?/p>

化工蒸汽疏水閥設(shè)計選型分析

疏水閥的安全系數(shù)的設(shè)置是為了保證用氣設(shè)備在開關(guān)機或者因環(huán)境和生產(chǎn)條件發(fā)生變化時，保證疏水閥仍然能及時快速的排除冷凝水。疏水閥安全系數(shù)的考量主要基于用氣設(shè)備的形式和工況預(yù)期的變化。安全系數(shù)需要根據(jù)理論結(jié)合實際工作經(jīng)驗來選擇，所以在選擇疏水閥安全系數(shù)的時候需要廠家與使用單位多多溝通避免遺漏，造成安全系數(shù)選擇過大或者過小。安全系數(shù)選擇過大和過小都會對用氣設(shè)備和疏水閥造成一定的負(fù)面影響。

如果疏水閥安全系數(shù)過大，蒸汽疏水閥的容量大，需要更大口徑的疏水閥，這意味著更高的采購成本。若為間歇動作的蒸汽疏水閥時，設(shè)計容量過大，會使疏水閥動作周期加長，凝結(jié)水的平均滯留量和時間增加，用一定輸出能力的用汽設(shè)備則意味著加熱能力的降低。對于杠桿浮球式蒸汽疏水閥那樣連續(xù)（按比例）動作的蒸汽疏水閥，由于閥瓣開度小，過大的容量會使閥座產(chǎn)生抽絲現(xiàn)象（高速流體通過狹窄的縫隙時，對接觸面產(chǎn)生腐蝕用，而形成溝槽），使閥座損傷而引起泄漏。使蒸汽疏水閥的壽命縮短。或增加了在壽命期內(nèi)的泄漏量，而這種泄漏量的增加往往需要很長的時間才能發(fā)現(xiàn)，因為它是逐步變化發(fā)展的，比較隱蔽。

如果疏水閥的安全系數(shù)太小，則由于不能及時排除冷凝水，導(dǎo)致不能適應(yīng)蒸汽使用設(shè)備的負(fù)荷變化，使運轉(zhuǎn)效率顯著降低。通過疏水閥的凝結(jié)水經(jīng)常達(dá)到最高，使閥瓣和閥座容易產(chǎn)生沖蝕。使蒸汽疏水閥的壽命縮短。有時較高的流速還導(dǎo)致噪音和振動。有些疏水閥的后蓋容易穿孔，與疏水閥的安全系數(shù)太小相關(guān)。

安全系數(shù)選擇的困難在于對實際負(fù)載的應(yīng)對和匹配。比如對于主管疏水，如按照啟動負(fù)載選擇，那么在正常負(fù)載（運行散熱，90%以上的時間）將出現(xiàn)大馬拉小車的現(xiàn)象，造成蒸汽泄露。如果不幸選擇了排量幾乎固定的熱動力圓盤式疏水閥，主管疏水的泄漏量將達(dá)到50%。如果按照運行負(fù)載（運行散熱）選擇安全系數(shù)，則啟動時間可能很長。這時特制低排量噴嘴的倒置桶蒸汽疏水閥將是正確選擇。

疏水閥的排量表有時是有條件的。如果標(biāo)注的是冷態(tài)排量，那意味著熱態(tài)時有5%疏水能力的減少。而對于一些機械型號的疏水閥，內(nèi)置的熱靜力和雙金屬排氣閥會增加10%左右的排量。對于熱靜力和雙金屬疏水閥，閥前冷卻管道和疏水閥過冷度的匹配也是影響實際排量的一個重要因素。

化工蒸汽疏水閥設(shè)計選型分析

疏水閥的排量主要考慮壓差和噴嘴直徑，有時如果疏水閥實際最高工作壓力的變化和背壓的變化會導(dǎo)致設(shè)計排量和實際運行排量的差別，如果差別太大，則需要調(diào)整疏水內(nèi)部噴嘴與閥芯的尺寸。

蒸汽疏水閥不同與其他類型的蒸汽閥門，作為一種自動閥門，蒸汽疏水閥會頻繁地動作和開關(guān)。使用一定時期后，往往面臨著泄漏量增加，密封性下降、反應(yīng)滯后等問題。

蒸汽疏水閥的使用壽命首先決定與正確的選型。瓦特節(jié)能的經(jīng)驗表明不適合的類型和口徑會影響疏水閥的實際表現(xiàn)和壽命。其次疏水閥的材料特別是閥芯閥座材料的選擇和熱處理工藝也很要緊。使用過程中，工況的變化和好壞和疏水閥的及時維護(hù)和保養(yǎng)狀況對疏水閥的使用壽命影響也很大。即使同樣質(zhì)量的疏水閥，在不同工藝和應(yīng)用中壽命的表現(xiàn)往往也不盡一致。

疏水閥出現(xiàn)故障通常難以預(yù)料。早起的故障往往是從泄漏量增加開始的，這幾乎很難被及時發(fā)現(xiàn)。所以疏水閥的預(yù)防性保養(yǎng)檢測為主。歐美一些工廠實行疏水閥在線檢測，但由于檢測對象（流量、壓力、流速）的不穩(wěn)定，閃蒸和背壓的影響，實際效果也不理想。

認(rèn)為疏水閥計劃性管理就顯得很重要。疏水閥閥計劃性管理包括疏水閥的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和檔案、定期和不定期的檢測、定期的維護(hù)、重要零部件的跟換計劃和跟換、疏水閥過濾器的拆洗、閥芯結(jié)垢的清洗、關(guān)鍵疏水閥的磨損度評估等內(nèi)容疏水閥計劃性管理是企業(yè)能源管理的一個重要內(nèi)容，必須及時建立和實施。

蒸汽疏水閥的壽命，由于蒸汽設(shè)備的特性、運轉(zhuǎn)條件、蒸 汽壓力、凝結(jié)水量、蒸汽疏水閥的使用數(shù)量、維修工的熟練 程度、維修作業(yè)的認(rèn)真程度的不同而不盡相同。然而，縮短 疏水閥壽命的最大要素則是，在新安裝配管后最初時期，對 于雜質(zhì)和不純物質(zhì)的處理。 

如果管道和疏水閥安裝后的焊渣和雜質(zhì)等雜質(zhì)物質(zhì)處理不當(dāng)，就會給蒸汽疏水閥帶來顯著的惡劣 影響。新施工安裝的管道淸洗要，同時應(yīng)定期清掃過濾 器，清除運轉(zhuǎn)初期所產(chǎn)生的水垢和雜質(zhì)，這是非常重要的。 

根據(jù)以往的實踐經(jīng)驗，我們認(rèn)為在投入運轉(zhuǎn)后的一個月中， 每周應(yīng)清除一次；投入運轉(zhuǎn)后的一個月到三個月之間，每月 應(yīng)清除一次，以后每6個月進(jìn)行一次清洗。

在正常使用中，為了延長蒸汽疏水閥的使用壽命，需要對發(fā)生工作異常的時做到早期發(fā)現(xiàn)（預(yù)見)，早期解決（檢修)，這就是運轉(zhuǎn)中的定期檢修。

定期檢修次數(shù)和蒸汽損耗增加成正關(guān)聯(lián)你的關(guān)系。比如把針對疏水閥的檢測保養(yǎng)從每年檢修一次改為兩次，其節(jié)能效果非常明顯，。而一年三次改為一年四次的效果卻變化不很大了。因此,一般蒸汽疏水閥定期檢修的周期可確定為每年兩次，即每六個月左右一次。

為了進(jìn)行維修工作，人們都希望預(yù)先知道需要更換新蒸 汽疏水閥的時間，或主要零部件的修理（更換零部件）的時間。更換零部件的周期，從預(yù)防維修的觀點，最好在疏水閥進(jìn)入使用壽命前的磨損期間更換新閥，或更換主要零部件。 但是，疏水閥的使用壽命受種種因素的影響，以致很難預(yù)測其使用壽命的時間。

對于這種壽命到達(dá)時期的預(yù)測方法，希望采用“統(tǒng)計管理法'，也就是對使用一段時間的蒸汽疏水閥的故障發(fā)生率進(jìn)行統(tǒng)計，以這些數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，進(jìn)行計算，這種統(tǒng)計管理法，應(yīng)該根據(jù)專業(yè)書籍或生產(chǎn)廠的指導(dǎo)進(jìn)行。

對于在初期故障，由于疏水閥本身結(jié)構(gòu)上的缺陷所引起的故障，很快就會暴露出來。在初期故障期間出現(xiàn)的問題，幾乎都是由于運轉(zhuǎn)初期 的雜質(zhì)和不純物質(zhì)清理不等操作使用方面的原因。對于在偶然故障，故障是由于偶然原因引起的。在這一時期，故障率很低，通?？梢哉J(rèn)為這一時期是有效壽命期。從常識的角度，我們可以認(rèn)為這一時期的長短及故障率的大小。 與蒸汽疏水閥質(zhì)量的優(yōu)良程度、操作使用管理的優(yōu)劣有密切關(guān)系。

經(jīng)驗表明經(jīng)過一定時間的偶然故障期，疏水閥就會發(fā)生磨損、腐蝕、龜裂等故障，故障率開始急劇增加，這一期間稱為磨損期。磨損期發(fā)生故障，最好更換新的疏水閥。當(dāng)維修費用（零部件的價格和修理時所 需的人力、物力、施工費等）如果超過蒸汽疏水閥單價的 30%，最好還是更換新疏水閥，這一點可作為一個標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行。

為了預(yù)測蒸汽疏水閥何時進(jìn)入需要更換主要零部件的磨損期，圓滿實現(xiàn)預(yù)防維修，要進(jìn)行組織管理，將每個疏水閥的工況（檢修時間和檢修期間的動作狀態(tài)，維修情況）詳 細(xì)記錄在維修記錄單上，對壽命、故障狀況及維修費用進(jìn)行 統(tǒng)計計算，以此來預(yù)測和掌握更換周期。

為了合理進(jìn)行蒸汽疏水閥的計劃性維修管理，節(jié)能協(xié)助客戶在企業(yè)內(nèi)部成立管理組織，需要建立蒸汽疏水閥類別管理臺賬、蒸汽疏水閥單機管理賬、蒸汽疏水閥檢修記錄表等資料統(tǒng)計表，形成完整的管理體系。

即使疏水閥類型和口徑選型正確，有時現(xiàn)場的配管尺寸、安裝距離、氣阻的影響、過濾器的堵塞都會對冷凝水的正常排放形成影響，必須引起重視。疏水閥安全系數(shù)必須考慮蒸汽系統(tǒng)運行的各個因素，選擇合適的疏水閥和安全系數(shù)已保證用氣設(shè)備高效、穩(wěn)定、安全、節(jié)能的運行。杭州瓦特多年的工程實踐表明有時往往需要在效率和能耗之間做一些妥協(xié)。但無論如何，安全系數(shù)的選擇是關(guān)系到疏水閥工作正確和有效的重要因素。