过热蒸汽的一些性质使过热蒸汽可作为理想的做功和传质介质,但不适于作为热能交换介质。与饱和蒸汽不同,过热蒸汽的温度和压力是彼此***的。因为过热蒸汽是在饱和蒸汽的压力下形成的,只是温度升高,体积增大。
在高能率锅炉上,汽包相对较小,汽水分离特别困难。汽包内的少量水在快速负荷冲动下,形成工质膨胀压缩,加剧蒸汽对水的携带。
图CG-39. 蒸汽发电机组
这些携带的水可以通过锅炉蒸汽出口的分离器和疏水阀去除。但是在需要干蒸汽的设备上,这些分离措施不能达到100%的分离效果,需要在锅炉的炉膛内另加过热盘管作为对流换热通道。蒸汽在这里吸收热量,使携带的水汽化,并增加少量过热,确保***干蒸汽。
由于过热蒸汽在变回到饱和蒸汽之前只能给出很少的热量,所以它不是一个很好的传热工质。在某些过程中,如发电厂,为了做功,需要加热干蒸汽。不管是那种发电设备,过热都能帮助减少冷起动时的凝结水量。过热蒸汽还能推迟设备膨胀级的蒸汽凝结,从而增加功率输出。增加排汽端的干度能增加透平叶片的使用寿命。
过热蒸汽能损失热而不凝结成水,而饱和蒸汽却做不到这一点。因此,过热蒸汽可以输送很长的距离而不凝结。这样就可以在全是蒸汽的系统中输送干蒸汽。
为什么给过热蒸汽系统疏水?
给过热蒸汽系统疏水的首要原因是起动负荷。由于蒸汽总管的尺寸很大,起动负荷可以很大。起动时,由于有时间开、关阀门,很可能使用手动阀。这就是所谓监督起动。给过热蒸汽系统疏水的第二个原因是应对紧急情况,如失去过热器或过热器旁路,这时可能需要用饱和蒸汽运行。在这些事故中,没有手动开启阀门的时间;因此,需要蒸汽疏水阀。
以上情况下,都必须正确为疏水阀选型。像任何蒸汽系统中一样,必须除去凝结水,以保持***率,并将有危害的水击
和腐蚀减少到***小限度。过热蒸汽管路的疏水负荷变化很大,从极大的起动负荷到运行时的基本无负荷。因此,对于任何蒸汽疏水阀来说,这都是很苛刻的应用条件。
开车时,庞大的冷态管路中充满蒸汽。此时,管路中只有低压饱和蒸汽,直至管路的温度升高。为了使管路不产生热应力,这一过程很缓慢,要较长的时间。大流量凝结水和低压的起动工况要求使用大疏水流量的疏水阀。这些过大的疏水阀在随后的正常过热运行工况下,又需要运行在高压低疏水流量下。
关于凝结水集水管、疏水阀接管及疏水阀是否需要加保温层的问题,回答是不加。除非根据安全要求必须加保温层外,蒸汽系统中的这一部分不应加保温层。这样做可以保证在疏水阀之前的接管中能连续生成凝结水并流入疏水阀内,以延长疏水阀的使用寿命。
过热蒸汽疏水阀的类型
双金属型
在凝结水冷却到低于饱和温度之前,双金属型疏水阀不会开启。在已有压力下,只要疏水阀内有蒸汽,不管蒸汽温度的高低,疏水阀保持关闭。蒸汽温度升高时,双金属元件的拉力变大,为阀门提供更大的密封力。过热蒸汽能更好地密封阀门。双金属型疏水阀还能胜任大的起动负荷。出于这些原因,这种疏水阀是过热蒸汽疏水的正确选择。
在过热运行中,这种疏水阀内的凝结水必须冷却到低于饱和温度,疏水阀才能开启。如果疏水阀之前的凝结水集水管的直径和长度不够大的话,凝结水可能回流到管路中,可能损坏管路、阀门和设备。
倒置桶型
倒置桶疏水阀内的水封可以防止过热蒸汽接近疏水阀的排放孔,保证不损失新鲜蒸汽并延长使用寿命。排放孔位于疏水阀的顶部,使污物不易沉积并允许排除空气。这种疏水阀能胜任大的起动负荷,又适用于小的运行负荷。在过热系统中应用倒置桶型疏水阀存在的主要问题是保持其水封,因此应加装止回阀。
为了保持倒置桶疏水阀中的“初始充水”,必须正确接管,过热系统倒置桶的疏水阀的正确接管可参考CG-19页上的图CG-31。选定过热蒸汽疏水阀的规格时,选定起动负荷不需安全系数。应根据***高压力、温度及过热度选定阀体材料。
℃
℃ ℃空间加热设备在各种工业生产中都能见到,诸如:风机盘管、空气加热器、散热器和管道盘管等,这些都是非常基本的工艺生产设备,而且平时几乎不需要维修。因此,这些设备上的疏水阀通常也是长期被忽视的。这种忽视所产生的问题之一就是,在加热盘管里积存的凝结水,会由于冰冻、腐蚀和水击而损坏设备。
疏水阀的选型和安全系数
不同的场合,包括使用恒压或压力变化蒸汽,决定了疏水阀的类型和尺寸。有两种标准方法选择盘管用的疏水阀:
1.蒸汽压力稳定的情况
倒置桶型和浮球型疏水阀在工作压差下使用的安全系数是3。
2.蒸汽压力不稳的情况
浮球型和带热敏元件的倒置桶型疏水阀
■ 蒸汽压力0-0.1 MPa :按0.003 MPa 压差下的排量,安全系数为2。
■ 蒸汽压力0.1-0.2 MPa :按0.014 MPa 压差下的排量,安全系数为2。
■ 蒸汽压力大于0.2 MPa :按***大压差的一半时的排量,安全系数为3。
不带热敏元件的倒置桶型疏水阀仅在蒸汽压力超过0.2 MPa 时,按***大压差一半时的排量,安全系数为3。
设备每小时产生的凝结水量即是设备每小时的蒸汽消耗量。安全系数K,不是理论上所规定,也不是能通过计算求得的,而是从经验中得出的数据。安全系数K的确定,其影响因素主要有两方面:一方面是疏水器的排水性能。由于目前疏水器对系统压差、流量变化的适用能力有限,且生产厂商为用户提供的疏水器容量都是以每小时的连续排放量表示的,而实际上大部分情况下疏水器都是间断排放的。另一方面是蒸汽使用设备的种类。蒸汽使用设备不同,其运转过程中凝结水生成的负荷特性也不同。要考虑蒸汽使用设备在启动时凝结水大量生成和正常运行时其凝结水排水量的变化情况;同时还应考虑设备是连续运行或是间断运行等不同情况。如果排水特性变化大,又是间断运行的设备,那么安全系数要选取偏大,反之则取偏小为好。综合各方面因素,对不同的蒸汽使用设备建议分别取安全系数K=2~4。疏水器的安装方法
一个即使性能***、制造精良的疏水器,如果安装使用不当,同样也达不到预期的效果。单独的疏水器是很难达到阻汽排水作用的,它需要有辅助装置配合。疏水器的辅助装置并不是一律要求件件必备,而是根据具体条件选用必需的。
1,完整的疏水装置见图1:
2,当凝结水排至大气时,后切断阀、检查阀、止回阀可不设置。 3,若疏水器本体内已带过滤器,过滤器可不设置。如:自由浮球式疏水器。
4,若疏水器后的凝结水管高于疏水器,或有几组疏水装置共有一根凝结水管,常需装设止回阀。若疏水器本身能起止回作用,也不设止回阀。如:热动力型疏水器。
5,疏水装置应尽量靠近加热设备或蒸汽总管,以免产生“蒸汽阻塞”。
6,疏水器不能串联安装,可以并联安装。如:使用大规格的疏水疏水器的正确选择及安装使用
默认分类2009-01-17 15:04:18 阅读1346 评论0 字号:大中小订阅[内容摘要] 本文论述了疏水器的工作原理与分类,总结探讨了疏水器的正确选择及正确安装使用,并结合扬子石化公司的情况,提出了关于疏水器采购、节能管理的建议。对疏水器的选用、安装、管理等有一定的参考价值。