石化蒸汽系統(tǒng)疏水閥設計 石化蒸汽疏水閥設計 石化蒸汽系統(tǒng)疏水閥 化工疏水閥設計

之前介紹JIS日標不銹鋼截止閥標準，現(xiàn)在介紹蒸汽系統(tǒng)是石化企業(yè)動力系統(tǒng)的重要組成部分。蒸汽系統(tǒng)是石化企業(yè)動力系統(tǒng)的重要組成部分——石化企業(yè)蒸汽系統(tǒng)復雜，由蒸汽產(chǎn)生，蒸汽輸送管網(wǎng)，眾多蒸汽用戶（加熱設備及蒸汽伴）等組成。擁有10MPa／3．8MPa／1．0MPa／0.6MPa等多個壓力等級蒸汽管網(wǎng)。蒸汽會在保溫管道表面凝結(jié)并釋放出蒸發(fā)焓，從而可能產(chǎn)生蒸汽凝結(jié)水。蒸汽凝結(jié)水必須通過蒸汽疏水閥疏放到管網(wǎng)之外，以防止蒸汽管網(wǎng)水擊事故的發(fā)生及保證其安全穩(wěn)定運行。

石化蒸汽系統(tǒng)疏水閥設計石化蒸汽系統(tǒng)疏水閥設計設計要求

1、疏水閥類型及作用

蒸汽疏水閥的工作，就是要盡快地把積存在系統(tǒng)中的凝結(jié)水、空氣和二氧化碳氣體排到系統(tǒng)之外，同時防止蒸汽泄漏，還要求經(jīng)濟地工作。

2、選型設計參數(shù)

zui大允許壓力P及溫度T：蒸汽系統(tǒng)zui大工作壓力MPa和溫度℃。

凝結(jié)水負荷(蒸汽負荷)G：設計參數(shù)、運行數(shù)據(jù)或計算，kg/h。

安全系數(shù)A：安全系數(shù)A，一般取1.5~3倍。

工作壓差ΔP：即蒸汽壓力P1與疏水閥出口背壓P2之差，MPa。

疏水閥排水量要求：zui小壓差時排水量> G×A ，kg/h。

所選擇的疏水閥應能滿足：不僅能在zui大壓差下正常工作，且能在zui小壓差下排放一定量的凝結(jié)水。

1.在生產(chǎn)工藝的換熱設備，烘干室，快速熱交換器，蒸餾設備等需要快速升溫，不允許存有凝結(jié)水的生產(chǎn)加熱設備，應該選用機械型疏水閥。
機械型疏水閥不受工作溫度和壓力變化的影響，有水即排，過冷度小，加熱設備里不存水，能使加熱設備達到*工作溫度。
 
2.在蒸汽管道，伴熱管線、小型加熱設備，采暖設備，溫度要求不高的用汽設備，應該選用熱靜力型疏水閥。
熱靜力型疏水閥過冷度大，排凝結(jié)水溫度低，可以充分利用高溫凝結(jié)水的顯熱，節(jié)能效果好。其中膜盒式蒸汽疏水閥的結(jié)構(gòu)進，無需人工調(diào)整，非常靈敏，zui大過冷度有15℃和30℃的兩種膜盒供選型，不怕凍，體積小，任意位置都可安裝，在管道上能檢修和更換閥芯，節(jié)省資金和勞力，使用壽命長，適用范圍很廣，是熱靜力型疏水閥的精品。
 
3.在高溫高壓過熱蒸汽管線和設備上，應該選用過熱蒸汽疏水閥。
過熱蒸汽疏水閥能在高溫、高壓、小負荷的惡劣工況下分離出過熱蒸汽消失時產(chǎn)生的高溫凝結(jié)水。其中圓盤式蒸汽保溫型疏水閥利用管道蒸汽對疏水閥的主汽室進行保溫，結(jié)構(gòu)*，在沒有凝結(jié)水的情況下，疏水閥緊緊關(guān)閉，工作質(zhì)量高，使用壽命長，是高壓過熱蒸汽疏水閥。

蒸汽疏水閥選型推薦

1、高壓高溫過熱蒸汽

蒸汽參數(shù)：10 MPa@550℃ 9(關(guān)鍵設計參數(shù))。

凝結(jié)水負荷：0~100 kg/h(正常運行水量很小，考慮暖管)。

使用地點：熱電廠汽機供汽主管，凝結(jié)水進疏水箱或閃蒸罐利用。

選型推薦：熱靜力式雙金屬型過熱蒸汽疏水閥，排過冷水，事故狀態(tài)開或關(guān)。

2、高壓過熱蒸汽

蒸汽參數(shù)：10 MPa@450℃ (關(guān)鍵設計參數(shù))。

凝結(jié)水負荷：0~100 kg/h(正常運行水量很小，考慮暖管)。

使用地點：熱電廠汽機供汽主管，凝結(jié)水進疏水箱或閃蒸罐利用。

選型推薦一：機械式倒置桶型過熱蒸汽疏水閥，排飽和水，事故狀態(tài)全開，保證汽機疏水安全。

選型推薦二：熱靜力式雙金屬型過熱蒸汽疏水閥，排過冷水，事故狀態(tài)開或關(guān)。

3、中壓過熱蒸汽

蒸汽參數(shù)：3.8 MPa@450℃ (關(guān)鍵設計參數(shù))。

凝結(jié)水負荷：0~100 kg/h(正常運行水量很小，考慮暖管)。

使用地點：蒸汽管網(wǎng)主管，凝結(jié)水進余壓回水管網(wǎng)。

選型推薦一：熱靜力式雙金屬型過熱蒸汽疏水閥，排過冷水，事故狀態(tài)開或關(guān)。

選型推薦二：機械式倒置桶型過熱蒸汽疏水閥，排飽和水，事故狀態(tài)全開。

注：機械式倒置桶型蒸汽疏水閥，由于過熱蒸汽易蒸干倒置桶內(nèi)水分，破壞水封造成漏汽，一般不推薦使用。

4、中壓飽和蒸汽

蒸汽參數(shù)：3.8 MPa@~249 ℃飽和蒸汽。

凝結(jié)水負荷：10~50 kg/h(關(guān)鍵設計參數(shù)，運行負荷1.5~3倍安全系數(shù))。

使用地點：蒸汽管網(wǎng)主管，凝結(jié)水進余壓回水管網(wǎng)。

選型推薦一：機械式倒置桶型蒸汽疏水閥，運行穩(wěn)定，使用壽命長。

注：熱動力式圓盤型蒸汽疏水閥，雖然其耐壓及耐溫可以滿足蒸汽參數(shù)要求，但由于其根據(jù)蒸汽和凝結(jié)水速度差原理工作，關(guān)閉時可能會漏汽，且面密封使用壽命短等原因，一般不推薦使用。

5、低壓過熱蒸汽

蒸汽參數(shù)：0.6~1.0 MPa @280℃過熱蒸汽。

凝結(jié)水負荷：0~100 kg/h(非關(guān)鍵設計參數(shù)，考慮暖管負荷)。

使用地點：蒸汽管網(wǎng)主管，凝結(jié)水進加壓回水管網(wǎng)。

選型推薦一：熱靜力式雙金屬型蒸汽疏水閥，排過冷水，背壓率30%。

選型二：熱動力式圓盤型蒸汽疏水閥，排水溫度接近飽和水，背壓率50%。其耐壓及耐溫可以滿足中壓蒸汽和低壓蒸汽使用要求，但由于其速度差原理決定其關(guān)閉時可能會漏氣，且面密封使用壽命短等原因，一般不推薦使用。

注：機械式倒置桶型蒸汽疏水閥，由于過熱蒸汽易蒸干倒置桶內(nèi)水分，破壞水封造成漏汽，一般不推薦使用。

6、低壓飽和蒸汽

蒸汽參數(shù)：0.6~1.0 MPa @165~184℃飽和蒸汽。

凝結(jié)水負荷：10~50 kg/h(關(guān)鍵設計參數(shù)，運行負荷1.5~3倍安全系數(shù))。

使用地點：蒸汽管網(wǎng)主管，凝結(jié)水進加壓回水管網(wǎng)。

選型推薦一：機械式倒置桶型蒸汽疏水閥，排飽和水，背壓率80%。

選型推薦二：熱靜力式雙金屬型蒸汽疏水閥，排過冷水，背壓率30%，推薦用于不回水系統(tǒng)或小區(qū)域加壓回水系統(tǒng)。

注：熱動力式圓盤型蒸汽疏水閥，雖然其耐壓及耐溫可以滿足蒸汽參數(shù)要求，但由于其根據(jù)蒸汽和凝結(jié)水速度差原理工作，關(guān)閉時可能會漏氣，且面密封使用壽命短等原因，一般不推薦使用。
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥機械型也稱浮子型，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，達到阻汽排水目的。機械性疏水閥的過冷度小，不受工作壓力和溫度變化的影響，有水即排，加熱設備里不存水，能使加熱設備達到*換熱效率。zui大背壓率為80%，工作質(zhì)量高，是生產(chǎn)工藝加熱設備的疏水閥。
機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：
自由浮球式疏水閥的結(jié)構(gòu)簡單，內(nèi)部只有一個活動部件精細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，YQ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。
設備剛啟動工作時，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，蒸汽很快進入設備，設備迅速升溫，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。zui小工作壓力0.01Mpa，從0.01Mpa至zui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，zui小過冷度為0℃，加熱設備里不存水，能使加熱設備達到*換熱效率。背壓率大于85%，是生產(chǎn)工藝加熱設備的疏水閥之一。
自由浮球式疏水閥適用于任何一種 不希望 積液的工況，尤其適用于造紙、印染行業(yè)的滾筒烘干機（帶虹吸管結(jié)構(gòu)），廣泛安裝于化工單位中的各種 中、低壓 換熱設備，壓力范圍為 0-4.0 MPa，排液量范圍為 0-9 t/h。
2. 自由半浮球式疏水閥：
自由半浮球式疏水閥只有一個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。整個球面都可為密封，使用壽命很長，能抗水錘，沒有易損件，*，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，zui小過冷度為0℃，加熱設備里不存水，能使加熱設備達到*換熱效率。
當裝置剛啟動時，管道內(nèi)的空氣和低溫凝結(jié)水經(jīng)過發(fā)射管進入疏水閥內(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。當蒸汽進入球桶內(nèi)，球桶產(chǎn)生向上浮力，同時閥內(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。當蒸汽再進入球桶之內(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
 
到體積小排量大，zui大疏水量達100噸/小時，是大型加熱設備的疏水閥
杠桿浮球式蒸汽疏水閥適用于任何一種 不希望 積液的工況，廣泛安裝于化工單位中的各種 高、中、低壓 換熱設備，壓力范圍為 0-6.3 MPa，排液量范圍為 0-160 t/h，是大排液量工況的型式。
4.倒吊桶式疏水閥：
倒吊桶式疏水閥內(nèi)部是一個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%，zui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，不適合選用。
當裝置剛啟動時，管道內(nèi)的空氣和低溫凝結(jié)水進入疏水閥內(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。當蒸汽進入倒吊桶內(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。
（一） 倒吊桶式蒸汽疏水閥適用于任何一種 不希望 積液的工況，廣泛安裝于化工單位中的各種 中、低壓 換熱設備及管網(wǎng)，壓力范圍為 0-4.0 MPa，排液量范圍為 0-9 t/h，抗水錘能力強，是壓力頻繁波動工況的型式。
5.組合式過熱蒸汽疏水閥：
組合式過熱蒸汽疏水閥有兩個隔離的閥腔，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)*合理，在過熱、高壓、小負荷的工作狀況下，能夠及時地排放過熱蒸汽消失時形成的凝結(jié)水，有效地阻止過熱蒸汽泄漏，工作質(zhì)量高。zui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，是過熱蒸汽疏水閥，取得兩項國家，*。
當凝結(jié)水進入下閥腔，副閥的浮球隨液位上升，浮球封閉進汽管孔。凝結(jié)水經(jīng)進水導管上升到主閥腔，倒吊桶靠自重下墜，帶動閥心打開主閥門，排放凝結(jié)水。當副閥腔的凝結(jié)水液位下降時，浮球隨液位下降，副閥打開。蒸汽從進汽管進入上主閥腔內(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。當副閥腔的凝結(jié)水液位再升高時，下一個循環(huán)周期又開始，間斷排水。

結(jié)語

石化企業(yè)擁有眾多壓力等級的蒸汽輸送管網(wǎng)，蒸汽管網(wǎng)疏水閥選型復雜多樣，目前尚未有一種的蒸汽疏水閥滿足所有工況需求，多款疏水閥應用各自都有各自的優(yōu)點和缺點。蒸汽管網(wǎng)疏水閥選型時，應按照滿足設計參數(shù)、長壽命、低價格及高性價比等方面綜合考慮，應選擇zui適宜現(xiàn)場使用的蒸汽疏水閥，以滿足及時排水和阻止蒸汽泄漏的基本要求，并保證凝結(jié)水回收系統(tǒng)正常運行。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有不銹鋼波紋管密封安全閥