機(jī)械型疏水器

機(jī)械型疏水器是依靠蒸汽和凝結(jié)水的密度差，利用凝結(jié)水的液位進(jìn)行工作的疏水器，主要有浮筒式、倒吊桶式等；熱力型疏水器是利用蒸汽和凝結(jié)水的熱動力學(xué)特性來工作的，主要有脈沖式、熱動力式、孔板式等；機(jī)械型和熱力型疏水器均屬高壓疏水器。恒溫型疏水器是利用蒸汽和凝結(jié)水的溫度差引起恒溫元件變形而工作的，具有工作性能好、使用壽命長的特點(diǎn)，適用于低壓蒸汽供暖及供熱系統(tǒng)。

在對疏水閥選型過程中必須要遵循以下幾個(gè)條件，因?yàn)樵O(shè)備在開車和正常運(yùn)行凝結(jié)水發(fā)生量差異比較大，所以選用疏水閥時(shí)，必須按設(shè)備每小時(shí)的耗汽量乘以選用倍率2-3倍為最大凝結(jié)水量，來選擇疏水閥的排水量。才能保證疏水閥在開車時(shí)能盡快排出凝結(jié)水，迅速提高加熱設(shè)備的溫度。疏水閥排放能量不夠，會造成凝結(jié)水不能及時(shí)排出，降低加熱設(shè)備的熱效率。(當(dāng)蒸汽加熱設(shè)備剛開始送汽時(shí)，設(shè)備是冷的，內(nèi)部充滿空氣，需要疏水閥把空氣迅速排出，再排大量低溫凝結(jié)水，使設(shè)備逐漸熱起來，然后設(shè)備進(jìn)入正常工作狀態(tài)。由于開車時(shí)，大量空氣和低溫凝結(jié)水，較低的入口壓力，使疏水閥超負(fù)荷運(yùn)行，此時(shí)疏水閥要求比正常工作時(shí)的排水量大，所以按選用倍率2-3倍來選擇疏水閥。)

疏水器根據(jù)作用原理不同，可分為三種類型 ：

1.機(jī)械型疏水閥：

機(jī)械型也稱浮子型，是利用凝結(jié)水與蒸汽的密度差，通過凝結(jié)水液位變化，使浮子升降帶動閥瓣開啟或關(guān)閉，達(dá)到阻汽排水目的。機(jī)械型疏水閥的過冷度小，不受工作壓力和溫度變化的影響，有水即排，加熱設(shè)備里不存水，能使加熱設(shè)備達(dá)到最佳換熱效率。最大背壓率為80%，工作質(zhì)量高，是生產(chǎn)工藝加熱設(shè)備最理想的疏水閥。

機(jī)械型疏水閥有自由浮球式、自由半浮球式、杠桿浮球式、倒吊桶式等。

（1）自由浮球式疏水閥：

結(jié)構(gòu)簡單，內(nèi)部只有一個(gè)活動部件精細(xì)研磨的不銹鋼空心浮球，既是浮子又是啟閉件，無易損零件，使用壽命很長，疏水閥內(nèi)部帶有Y系列自動排空氣裝置，非常靈敏，能自動排空氣，工作質(zhì)量高。設(shè)備剛啟動工作時(shí)，管道內(nèi)的空氣經(jīng)過Y系列自動排空氣裝置排出，低溫凝結(jié)水進(jìn)入疏水閥內(nèi)，凝結(jié)水的液位上升，浮球上升，閥門開啟，凝結(jié)水迅速排出，蒸汽很快進(jìn)入設(shè)備，設(shè)備迅速升溫，Y系列自動排空氣裝置的感溫液體膨脹，自動排空氣裝置關(guān)閉。疏水閥開始正常工作，浮球隨凝結(jié)水液位升降，阻汽排水。自由浮球式疏水閥的閥座總處于液位以下，形成水封，無蒸汽泄漏，節(jié)能效果好。最小工作壓力0.01Mpa，從0.01Mpa至最高使用壓力范圍之內(nèi)不受溫度和工作壓力波動的影響，連續(xù)排水。能排飽和溫度凝結(jié)水，最小過冷度為0℃，加熱設(shè)備里不存水，能使加熱設(shè)備達(dá)到最佳換熱效率。背壓率大于85%，是生產(chǎn)工藝加熱設(shè)備最理想的疏水閥之一。

（2）自由半浮球式疏水閥：

自由半浮球式疏水閥只有一個(gè)半浮球式的球桶為活動部件，開口朝下，球桶即是啟閉件，又是密封件。整個(gè)球面都可為密封，使用壽命很長，能抗水錘，沒有易損件，無故障，經(jīng)久耐用，無蒸汽泄漏。背壓率大于80%，能排飽和溫度凝結(jié)水，最小過冷度為0℃，加熱設(shè)備里不存水，能使加熱設(shè)備達(dá)到最佳換熱效率。

當(dāng)裝置剛啟動時(shí)，管道內(nèi)的空氣和低溫凝結(jié)水經(jīng)過發(fā)射管進(jìn)入疏水閥內(nèi)，閥內(nèi)的雙金屬片排空元件把球桶彈開，閥門開啟，空氣和低溫凝結(jié)水迅速排出。當(dāng)蒸汽進(jìn)入球桶內(nèi)，球桶產(chǎn)生向上浮力，同時(shí)閥內(nèi)的溫度升高，雙金屬片排空元件收縮，球捅漂向閥口，閥門關(guān)閉。當(dāng)球桶內(nèi)的蒸汽變成凝結(jié)水，球桶失去浮力往下沉，閥門開啟，凝結(jié)水迅速排出。當(dāng)蒸汽再進(jìn)入球桶之內(nèi)，閥門再關(guān)閉，間斷和連續(xù)工作。

（3）桿浮球式疏水閥：

杠桿浮球式疏水閥基本特點(diǎn)與自由浮球式相同，內(nèi)部結(jié)構(gòu)是浮球連接杠桿帶動閥心，隨凝結(jié)水的液位升降進(jìn)行開關(guān)閥門。杠桿浮球式疏水閥利用雙閥座增加凝結(jié)水排量，可達(dá)到體積小排量大，最大疏水量達(dá)100噸/小時(shí)，是大型加熱設(shè)備最理想的疏水閥。

（4）倒吊桶式疏水閥：

倒吊桶式疏水閥內(nèi)部是一個(gè)倒吊桶為液位敏感件，吊桶開口向下，倒吊桶連接杠桿帶動閥心開閉閥門。倒吊桶式疏水閥能排空氣，不怕水擊，抗污性能好。過冷度小，漏汽率小于3%，最大背壓率為75%，連接件比較多，靈敏度不如自由浮球式疏水閥。因倒吊桶式疏水閥是靠蒸汽向上浮力關(guān)閉閥門，工作壓差小于0.1MPA時(shí)，不適合選用。當(dāng)裝置剛啟動時(shí)，管道內(nèi)的空氣和低溫凝結(jié)水進(jìn)入疏水閥內(nèi)，倒吊桶靠自身重量下墜，倒吊桶連接杠桿帶動閥心開啟閥門，空氣和低溫凝結(jié)水迅速排出。當(dāng)蒸汽進(jìn)入倒吊桶內(nèi)，倒吊桶的蒸汽產(chǎn)生向上浮力，倒吊桶上升連接杠桿帶動閥心關(guān)閉閥門。倒吊桶上開有一小孔，當(dāng)一部份蒸汽從小孔排出，另一部份蒸汽產(chǎn)生凝結(jié)水，倒吊桶失去浮力，靠自身重量向下沉，倒吊桶連接杠桿帶動閥心開啟閥門，循環(huán)工作，間斷排水。

（5）組合式過熱蒸汽疏水閥：

組合式過熱蒸汽疏水閥有兩個(gè)隔離的閥腔，由兩根不銹鋼管連通上下閥腔，它是由浮球式和倒吊桶式疏水閥的組合，該閥結(jié)構(gòu)先進(jìn)合理，在過熱、高壓、小負(fù)荷的工作狀況下，能夠及時(shí)地排放過熱蒸汽消失時(shí)形成的凝結(jié)水，有效地阻止過熱蒸汽泄漏，工作質(zhì)量高。最高允許溫度為600℃，閥體為全不銹鋼，閥座為硬質(zhì)合金鋼，使用壽命長，是過熱蒸汽專用疏水閥，取得兩項(xiàng)國家專利，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。

當(dāng)凝結(jié)水進(jìn)入下閥腔，副閥的浮球隨液位上升，浮球封閉進(jìn)汽管孔。凝結(jié)水經(jīng)進(jìn)水導(dǎo)管上升到主閥腔，倒吊桶靠自重下墜，帶動閥心打開主閥門，排放凝結(jié)水。當(dāng)副閥腔的凝結(jié)水液位下降時(shí)，浮球隨液位下降，副閥打開。蒸汽從進(jìn)汽管進(jìn)入上主閥腔內(nèi)的倒吊桶里，倒吊桶產(chǎn)生向上的浮力，倒吊桶帶動閥心關(guān)閉主閥門。當(dāng)副閥腔的凝結(jié)水液位再升高時(shí)，下一個(gè)循環(huán)周期又開始，間斷排水。

2.熱靜力型疏水閥：

這類疏水閥是利用蒸汽和凝結(jié)水的溫差引起感溫元件的變型或膨脹帶動閥心啟閉閥門。熱靜力型疏水閥的過冷度比較大，一般過冷度為15度到40度，它能利用凝結(jié)水中的一部分顯熱，閥前始終存有高溫凝結(jié)水，無蒸汽泄漏，節(jié)能效果顯著。是在蒸汽管道，伴熱管線、小型加熱設(shè)備，采暖設(shè)備，溫度要求不高的小型加熱設(shè)備上，最理想的疏水閥。

熱靜力型疏水閥有膜盒式、波紋管式、雙金屬片式

（1）膜盒式式疏水閥：

膜盒式疏水閥的主要動作元件是金屬膜盒，內(nèi)充一種氣化溫度比水的飽和溫度低的液體,有開閥溫度低于飽和溫度15℃和30℃兩種供選擇。膜盒式疏水閥的反應(yīng)特別靈敏，不怕凍，體積小，耐過熱，任意位置都可安裝。背壓率大于80%，能排不凝結(jié)氣體，膜盒堅(jiān)固，使用壽命長，維修方便，使用范圍很廣。

裝置剛起動時(shí)，管道出現(xiàn)低溫冷凝水，膜盒內(nèi)的液體處于冷凝狀態(tài)，閥門處于開啟位置。當(dāng)冷凝水溫度漸漸升高，膜合內(nèi)充液開始蒸發(fā)，膜合內(nèi)壓力上升，膜片帶動閥心向關(guān)閉方向移動，在冷凝水達(dá)到飽和溫度之前，疏水閥開始關(guān)閉。膜盒隨蒸汽溫度變化控制閥門開關(guān)，起到阻汽排水作用。

（2）波紋管式疏水閥：

波紋管式疏水閥的閥芯不銹鋼波紋管內(nèi)充一種汽化溫度低于水飽和溫度的液體。隨蒸汽溫度變化控制閥門開關(guān)，該閥設(shè)有調(diào)整螺栓，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)使用溫度，一般過冷度調(diào)整范圍低于飽和溫度15℃-40℃。背壓率大于70%，不怕凍，體積小，任意位置都可安裝，能排不凝結(jié)氣體，使用壽命長。

當(dāng)裝置啟動時(shí)，管道出現(xiàn)冷卻凝結(jié)水，波紋管內(nèi)液體處于冷凝狀態(tài)，閥心在彈簧的彈力下，處于開啟位置。當(dāng)冷凝水溫度漸漸升高，波紋管內(nèi)充液開始蒸發(fā)膨脹，內(nèi)壓增高，變形伸長，帶動閥心向關(guān)閉方向移動，在冷凝水達(dá)到飽和溫度之前，疏水閥開始關(guān)閉,隨蒸汽溫度變化控制閥門開關(guān)，阻汽排水。

（3）雙金屬片式疏水閥：

雙金屬片疏水閥的主要部件是雙金屬片感溫元件，隨蒸汽溫度升降受熱變形，推動閥心開關(guān)閥門。雙金屬片式疏水閥設(shè)有調(diào)整螺栓，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)使用溫度，一般過冷度調(diào)整范圍低于飽和溫度15℃-30℃，背壓率大于70%，能排不凝結(jié)氣體，不怕凍，體積小，能抗水錘，耐高壓，任意位置都可安裝。雙金屬片有疲勞性，須要經(jīng)常調(diào)整。

當(dāng)裝置剛起動時(shí)，管道出現(xiàn)低溫冷凝水，雙金屬片是平展的，閥心在彈簧的彈力下，閥門處于開啟位置。當(dāng)冷凝水溫度漸漸升高，雙金屬片感溫起元件開始彎曲變形，并把閥心推向關(guān)閉位置。在冷凝水達(dá)到飽和溫度之前，疏水閥開始關(guān)閉。雙金屬片隨蒸汽溫度變化控制閥門開關(guān)，阻汽排水。

3.熱動力型疏水閥

這類疏水閥根據(jù)相變原理，靠蒸汽和凝結(jié)水通過時(shí)的流速和體積變化的不同熱力學(xué)原理，使閥片上下產(chǎn)生不同壓差，驅(qū)動閥片開關(guān)閥門。因熱動力式疏水閥的工作動力來源于蒸汽，所以蒸汽浪費(fèi)比較大。結(jié)構(gòu)簡單、耐水擊、最大背為50%，有噪音，閥片工作頻繁，使用壽命短。

熱動力型疏水閥有熱動力式（圓盤式）、脈沖式、孔板式.

（1）熱動力式疏水閥：

熱動力式疏水閥內(nèi)有一個(gè)活動閥片，既是敏感件又是動作執(zhí)行件。根據(jù)蒸汽和凝結(jié)水通過時(shí)的流速和體積變化的不同熱力學(xué)原理，使閥片上下產(chǎn)生不同壓差，驅(qū)動閥片開關(guān)閥門。漏汽率3%，過冷度為8℃-15℃。

當(dāng)裝置啟動時(shí)，管道出現(xiàn)冷卻凝結(jié)水，凝結(jié)水靠工作壓力推開閥片，迅速排放。當(dāng)凝結(jié)水排放完畢，蒸汽隨后排放，因蒸汽比凝結(jié)水的體積和流速大，使閥片上下產(chǎn)生壓差，閥片在蒸汽流速的吸力下迅速關(guān)閉。當(dāng)閥片關(guān)閉時(shí)，閥片受到兩面壓力，閥片下面的受力面積小于上面的受力面積，因疏水閥汽室里面的壓力來源于蒸汽壓力，所以閥片上面受力大于下面，閥片緊緊關(guān)閉。當(dāng)疏水閥汽室里面的蒸汽降溫成凝結(jié)水，汽室里面的壓力消失。凝結(jié)水靠工作壓力推開閥片，凝結(jié)水又繼續(xù)排放,循環(huán)工作，間斷排水。

（2）圓盤式蒸汽保溫型疏水閥：

圓盤式蒸汽保溫型疏水閥疏水閥的工作原理和熱動力式疏水閥相同，它在熱動力式疏水閥的汽室外面增加一層外殼。外殼內(nèi)室和蒸汽管道相通，利用管道自身蒸汽對疏水閥的主汽室進(jìn)行保溫。使主汽室的溫度不易降溫，保持汽壓，疏水閥緊緊關(guān)閉。當(dāng)管線產(chǎn)生凝結(jié)水，疏水閥外殼降溫，疏水閥開始排水；在過熱蒸汽管線上如果沒有凝結(jié)水產(chǎn)生，疏水閥不會開啟，工作質(zhì)量高。閥體為合金鋼，閥心為硬質(zhì)合金，該閥最高允許溫度為550℃，經(jīng)久耐用，使用壽命長，是高壓、高溫過熱蒸汽專用疏水閥。

（3）脈沖式疏水閥：

脈沖式疏水閥有和兩個(gè)孔板根據(jù)蒸汽壓降變化調(diào)節(jié)閥門開關(guān)，即使閥門完全關(guān)閉入口和出口也是通過第一、第二個(gè)小孔相通，始終處于不完全關(guān)閉狀態(tài)，蒸汽不斷逸出，漏汽量大。該疏水閥動作頻率很高，磨損厲害、壽命較短。體積小、耐水擊，能排出空氣和飽和溫度水，接近連續(xù)排水，最大背壓25%，因此使用者很少。

（4）孔板式疏水閥：

孔板式疏水閥是根據(jù)不同的排水量，選擇不同孔徑的孔板控制排水量的目的。結(jié)構(gòu)簡單，選擇不合適會出現(xiàn)排水不及或大量跑汽，不適用于間歇生產(chǎn)的用汽設(shè)備或冷凝水量波動大的用汽設(shè)備.

溫調(diào)式疏水器屬熱靜力型疏水器，疏水器的動作部件是一個(gè)波紋管的溫度敏感元件。波紋管內(nèi)部部分充以易蒸發(fā)的液體。當(dāng)具有飽和溫度的凝水到來時(shí)，由于凝水溫度較高，使液體的飽和壓力增高，波紋管軸向伸長，帶動閥芯，關(guān)閉凝水通路，防止蒸汽逸漏。當(dāng)疏水器中的凝水由于向四周散熱而溫度下降時(shí)，液體的飽和壓力下降，波紋管收縮，打開閥孔，排放凝水。疏水器尾部帶有調(diào)節(jié)螺釘9，向前調(diào)節(jié)可減小疏水器的閥孔間隙，從而提高凝水過冷度。此種疏水器的排放凝水溫度為60～100℃。為使疏水器前凝水溫度降低，疏水器前1～2m管道不保溫。溫調(diào)式疏水器如圖1《 溫調(diào)式疏水器》所示(1-大管接頭；2-過濾網(wǎng)；3-網(wǎng)座；4-彈簧；5-溫度敏感原件；6-三通；7-墊片；8-后蓋；9-調(diào)節(jié)螺釘；10-縮緊螺母)。

選擇疏水器時(shí)，不能單純從最大排放量選擇，應(yīng)特別注意：絕不允許只根據(jù)管徑大小來套用疏水器。而必須根據(jù)疏水器選擇原則并結(jié)合凝結(jié)水系統(tǒng)的具體情況來選用。一般情況下，應(yīng)按以下三個(gè)方面選用。

1.首先根據(jù)加熱設(shè)備和對排出凝結(jié)水的要求，選擇確定疏水器的型式。

對于要有最快的加熱速度，加熱溫度控制要求嚴(yán)的加熱設(shè)備，需保持在加熱設(shè)備中不能積存凝結(jié)水，只要有水就得排，則選擇能排飽和水的機(jī)械型疏水器為最好。因?yàn)樗怯兴团诺氖杷?，能及時(shí)消除設(shè)備中因積水造成的不良后果，迅速提高和保證設(shè)備所要求的加熱效率。

對于有較大的受熱面，對加熱速度、加熱溫度控制要求不嚴(yán)的加熱設(shè)備，可以允許積水，如：蒸汽采暖疏水、工藝伴熱管線疏水等。則應(yīng)選用熱靜力型疏水器為最好。

對于中低壓蒸汽輸送管道，管道中產(chǎn)生的凝結(jié)水必須迅速完全排除，否則易造成水擊事故。蒸汽中含水率提高，使蒸汽的溫度降低，滿足不了用汽設(shè)備工藝要求。因此，中低壓蒸汽輸送管道選用機(jī)械型疏水器為最好。

2.其次根據(jù)用汽設(shè)備的最高工作壓力、最高工作溫度，確定疏水器的公稱壓力、閥體材質(zhì)；確定疏水器的連接方式、安裝方式等。

疏水器的公稱壓力一般分為：0.6Mpa、1.0Mpa、2.0Mpa、2.5Mpa、4.0Mpa、5.0Mpa。在選用時(shí)，疏水器的公稱壓力不能低于蒸汽使用設(shè)備的最高工作壓力。同時(shí)，根據(jù)疏水器公稱壓力、最高工作溫度、安裝環(huán)境等選定閥體的材料。公稱壓力≤1.0Mpa，選用鑄鐵或碳素鑄鋼；公稱壓力﹥1.0Mpa，選用碳素鑄鋼或合金鑄鋼。

疏水器的最高工作溫度根據(jù)蒸汽使用設(shè)備所使用的蒸汽來確定，選擇時(shí)應(yīng)不低于使用蒸汽的溫度。

疏水器有臥式和立式兩種安裝方式，它是由管線與疏水器的連接位置來確定。疏水器的連接方式有螺紋、法蘭、焊接、對夾等，必須根據(jù)疏水器的最高工作壓力、最高工作溫度及蒸汽使用設(shè)備相應(yīng)連接部分要求來確定。

3.最后根據(jù)排水量的大小，選擇確定疏水器的性能參數(shù)。

除疏水器的壓力、溫度等參數(shù)應(yīng)與所使用的設(shè)備條件相匹配外，疏水器各種壓差下的排水量，則是選擇疏水器的一個(gè)重要因素。如果所選用安裝的疏水器排水量太小，就不能及時(shí)排除已到達(dá)該疏水器的全部凝結(jié)水，使凝結(jié)水受阻倒流，最終將造成堵塞，使設(shè)備加熱效率顯著降低。相反，選用排量太大的疏水器將導(dǎo)致閥門關(guān)閉件過早的磨損和失效。隨著閥體增大，其制造成本也將增大，不經(jīng)濟(jì)。因此，對設(shè)備或管道內(nèi)產(chǎn)生的凝結(jié)水量，必須正確的測定或根據(jù)計(jì)算式求出，為正確選用疏水器提供條件。