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蒸汽疏水阀前后管道的选型和确定
作者: 李少鹏 时间:2018-3-10文章来源:瓦特节能访问量:2309

蒸汽疏水阀前后管道的选型和确定

蒸汽疏水阀前后的管道选型不合适会影响到冷凝水的顺畅排放和疏水阀的正常工作。疏水阀前管道主要是指设备至疏水阀的排水管系。

冷凝水必须由蒸汽使用设备的排水出口流到疏水阀。在设备和疏水阀内的压力相同,因而流动将依靠重力,因此疏水阀必须在设备之下。从设备的排水点至疏水阀间的管系布置应有一定落差。瓦特节能的蒸汽工程师会给客户推荐基于保持最小的压降时推荐的流量。疏水阀的口径与排水管接口口径不一定要相同。因为设备在设计时必须面向不同的工作压力和流量。

在选择管系口径时,允许排放的冷凝水量并非一定是设备满负荷时的排水量。在设备起动时,冷凝水量可以高达运行负荷的两倍。同时,在这一部分管系中还存在着空气。通常,

计算排量实际上基于两倍的蒸汽负荷和1.4mbar每米的摩擦阻力。

瓦特节能蒸汽工程师依据经验,给出部分钢管推荐的运行负荷量量

15mm建议100kg/h、

25mm建议500kg/h、

50mm建议3000kg/h、

65mm建议6000kg/h、

100mm建议20000kg/h

例如:2000kg/h的运行负荷,管道口径为50mm。

 

疏水阀后的管道,即疏水阀排放管系是指在蒸汽疏水阀的出口,管道中不仅有冷凝水、空气和其它不凝性气体,还有由于压力降低产生的二次蒸汽。只要有可能,管路应尽可能向下陡的与下列设备连接:

?二次蒸汽回收罐

?冷凝水泵的蓄水槽

?锅炉给水槽或除氧器

考虑各实际的状态:起动时冷凝水相对较冷,二次蒸汽量少甚至没有。但同时冷凝水量最大,还包括一部分空气。管道的口径必须至少与疏水阀入口的口径相同。

运行一段时间后,冷凝水量稳定至运行负荷。但随着冷凝水温度上升至蒸汽温

度,二次蒸汽也随之产生。

瓦特节能蒸汽工程师给出的计算表明,二次蒸汽比例:

疏水阀前的压力=4barg

二次蒸汽压力(冷凝水管路压力)=0barg(直排大气)

%二次蒸汽=10%

在选择疏水阀排放管时,二次蒸汽的量是最重要的参数。疏水阀后冷凝水管道的选型基于二次蒸汽选择口径。考虑到成本,冷凝水主管总是尽可能的小。通常设计时考虑的是处理的水量,而实际上,从疏水阀排放的总是冷凝水和二次蒸汽的混合流体。并不是所有的人都意识到,二次蒸汽的容积可以高达冷凝水容积的400倍。这说明冷凝水回收管路的口径选择应基于蒸汽容积而非冷凝水容积。

再来看上例:疏水阀处压力4barg,回收管的压力为大气压。二次蒸汽量约为10%。

冷凝水负荷为1000kg/h、这也意味着在排放管路中,每千克排放量中包括0.1kg的蒸汽和0.9kg的水。其中二次蒸汽占总容积的99.44%,冷凝水占%0.56%的体积。

换而言之,二次蒸汽几乎占据了管道中的整个容积。(通常由于排放压力可能略高于大气压,因而释放的二次蒸汽量也略小一点〕

冷凝水将在管道的底部,以低于二次蒸汽的速度流动。其质量流量加上蒸汽的质量流量就是通过疏水阀的流体总的质量流量。由于有冷凝水在管道底部,因而蒸汽将不可避免的很潮湿,这样二次蒸汽的流速必须限制在15m/s之内,否则在弯管部分将出现水锤和冲蚀。

从实际的观点,管道选择时还有一些其它的因素需要考虑。温度控制.如果设备使用了温度控制,则在控制阀半开时,压力将降低近一半。在设备运行在满负荷且阀按临界压力降选择时将会出现这一现象。但有时阀无需按临界压力降选择,此时压力降将远小于一半。例如,控制阀的下游压力降低,产生的二次蒸汽量减少。

热静力疏水阀.这种疏水阀〔如压力平衡式疏水阀或双金属式疏水阀)设计为在低于饱和温度下排水。对不同型号的疏水阀,温差可能在10至50oC之间。

例如,一个压力平衡疏水阀的液囊设计为在低于饱和温度13oC时工作。这将减

少二次蒸汽的产生量。

下面给出了一个选择冷凝水回收主管的实例:

7barg的饱和温度=170.5oC

饱和温度-13oC=170.5-13=157.5oC

从蒸汽表,对应于157.5oC的压力=5.00barg

因而上游压力应取为5barg,,而非7barg。这将使冷凝水的管径减小。

起动负荷.起动状态指的是设备冷态时,冷凝水量最大。计算起动负荷的方法差别很大,生产厂商往往根据经验简单的乘上一个系数(2或3〕。对不是经常使用的设备,适于用起动负荷来选择。有时,对某一特殊工厂,并非所有的设备都同时在使用,因而必须考虑到其中

的变化。例如,对洗衣房,起动时需加热水以便洗衣。随后使用干燥机,然后是蒸汽熨斗。

在设备、锅炉房除氧器中使用闪蒸罐意味着冷凝水主管的压力更高,此时必须注意保证压力的增大不会影响到疏水阀的性能。

在日常的工作中,瓦特节能的蒸汽工程师发现,将几个工作在不同压力下的疏水阀连接到一根公用的回收主管的可行性经常受到质疑。这是因为认为高压冷凝水对低压冷凝水排放可能产生干扰。但是,有一个事实被忽视了,那就是高压或低压只是存在于每个疏水阀中,在疏水阀的出口,其压力是公用回收管的压力,也许再加上二次蒸汽运动时形成的背压。如果管道选型过小,当然可能出现背压上升过大以致限制甚至阻碍了疏水阀的工作。

 

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