疏水阀

       疏水阀排放凝结水基本的原理就是利用蒸汽和水的重量差和温度差来实现疏水的目的。

一、蒸汽疏水阀功能

二、疏水阀排除凝结水的重要性

       如果蒸汽管路中有凝结水，流动的蒸汽推动积结在一起的凝结水，使凝结水在管壁和阀门及蒸汽使用设备上进行撞击，而且往往带来冲击力。这种现象称为水击，也称水击作用或水锤作用。当水击较强时，会造成管道转弯处和阀门损伤或破坏。其次，水击现象并不仅是由于有凝结水的原因。由于锅炉安装和使用上的不当，有时是锅炉里的水进入蒸汽里，被带入输送管路。所以，若锅炉结构上有缺陷或使用不当，会造成锅炉的水位过高，因此锅炉供应的蒸汽湿度过大，凝结水形成速度加快，这也是造成水击的一个原因。所以蒸汽管路中产生的凝结水（包括锅炉里混入水）就是产生水击事故的原因，所以从安全角度看，需要排除凝结水。

       用蒸汽做功的蒸汽设备 （特别是换热器等间接加热的装置），都是为了利用蒸汽 （饱和蒸汽）的潜热。在这些装置内滞留过多的凝结水与加热面进行接触，妨碍了蒸汽与加热面接触，使换热器等蒸汽使用设备的效率降低。另外，设备上、下加热不均匀也会影响产品质量，使蒸汽使用设备的运转效率降低，设备性能也会降低。蒸汽使用设备内产生的凝结水是饱和蒸汽使用之后的状态。因为它只有显热，所以不再具有加热作用。为了不使加热效率降低，并持续保证加热效果，须不断地排除设备内产生的凝结水。综上所述，为了使用蒸汽和保证蒸汽使用设备的运转效率，须及时排除凝结水。

       水和空气中的氧与设备接触，会发生化学反应，使铁锈蚀。因此，从防止设备腐蚀的角度来看，也须排除凝结水。

       由于蒸汽和凝结水的温度不同，设备内的凝结水使设备局部产生温差，往往损伤设备。因此，从设备保养上看，也须排除凝结水。

       以上说明了排除凝结水的重要性。以前，排除凝结水是依靠手工操作，反复开关旋塞或阀门，以排除不断产生的凝结水。或在换热器的末端适当开孔，经常性地排除凝结水。前者是靠人工检查并反复开关阀门，而后者为当凝结水量不定时会造成凝结水滞留或漏汽。因此，蒸汽使用设备需自动地排除凝结水，并阻止蒸汽泄漏，这就是蒸汽疏水阀的作用。

三、排除空气的重要性

       设备内如果混入空气，凝结水和空气中的氧起化学反应，造成对铁的腐蚀，这是有隐患的和不经济的，所以须排除。

       设备内蒸汽的潜热使被加热物加热，蒸汽则冷却，凝结成水，在管壁周围形成凝结水层。但是，若设备内部一旦混入空气，由于空气是不可凝气体（即不能液化），所以设备内管壁上的凝结水层内侧又形成空气层，且空气的热导率小，比保温材料还小，因而使蒸汽和被加热物之间的换热能力降低。

       混入空气的另一个问题是蒸汽和空气的性质不大相同，一旦混入空气且滞留，就变成蒸汽和空气的混合物，由于温度下降，使换热能力降低。如果蒸汽是饱和蒸汽，它的温度是由压力决定的。一般，蒸汽使用设备运转时的压力是由压力表显示的。由于混人了空气，形成了蒸汽与空气的混合物，这时的温度就会比该压力相对应的温度低。此时，温度降低的程度随空气混合率的提高而逐渐明显。因此，如果蒸汽中一旦混入空气，就不能依据压力来推断温度了。假如须推断蒸汽-空气混合物的温度，则蒸汽的分压就是压力计所显示的压力减去空气的分压所得的数值。这样，温度降低了，蒸汽作为载热体和动力源的能力也就降低了。

       如上所述，蒸汽使用设备里混入了空气，当没有得到排除时，蒸汽疏水阀本身会发生空气气堵及其他故障，如∶
1）空气中的氧气腐蚀设备的内部。
2）传热面形成的空气层降低了传热效率，蒸汽分压的降低引起蒸汽温度的降低，又使运转效率降低，给蒸汽使用设备带来危害。因此，防止空气混进设备内部是重要的，如有空气混入，须进行排除。

蒸汽疏水阀不仅能排除凝结水，而且还应能排除空气，即须兼有排气功能。可是，混入装置内部的空气全部由蒸汽疏水阀排除，在结构上是不可能的。为了避免空气引起的故障蒸汽疏水阀所具有的排气能力只不过是辅助手段，作为大量排除空气的方法，是由开口弯管或手动空气排放阀、自动空气排放阀与蒸汽疏水阀并用。

四、对蒸汽疏水阀的要求

       排除凝结水时不泄漏蒸汽是疏水阀基本的条件。因此，尽管它是排除与蒸汽分离而积存的凝结水装置，但并不称为凝结水疏水阀，而称为蒸汽疏水阀。疏水阀动作是指对凝结水产生开、闭的情况而言。即排除凝结水时，疏水阀全开，排放;排放结束时又能关闭，防止蒸汽泄漏。这是疏水阀的主要性能，也就是说，疏水阀只有全开和全关两种情况，若其开关动作迟缓，开关不到位，会引起节流作用，易造成疏水阀整体损坏，同时也是泄漏蒸汽主要的原因。如上所述，疏水阀的动作原则上是全开或全关，即开、关动作。根据种类的不同，还可能有连续排放和间歇排放两种类型。

       疏水阀须具备能排除蒸汽使用设备的配管、换热器等主要装置及蒸汽系统部位所产生的凝结水。

        混入蒸汽设备中的空气，最初是混在蒸汽里，在蒸汽凝结成水时才被分离出来。它在蒸汽使用设备的传热面上形成空气层，影响热传导，因此须排除空气。

       对于疏水阀，如果压力稍有变动其性能就受到影响，甚至停止动作是不行的，在这种情况下需要它的性能不受影响，并能适应于任何压力。同时要求疏水阀的背压允许度要大。

       这项要求和疏水阀的结构有关。要求疏水阀结构简单，活动部件少。为了使阀的动作零部件不产生应力，应尽量选用适宜的材料，还有一点是其结构要易于加工。总之，蒸汽疏水阀在管理上应无需设专职人员经常进行保养工作，也就是说要减少维修工作量。

       疏水阀应体积小、重量轻、使用长、价格合理，并且不因空气或蒸汽的障碍而失去排水能力，发生空气气堵及蒸汽汽锁等现象。

五、疏水阀分类

       桶状浮子的开口朝上配置。开始通汽时，产生的结水被蒸汽压力推动，流入疏水阀内部吊桶的四周，随着凝结水量的增加又逐渐流入桶内浮桶内贮存的水达到所规定的数量时，浮桶失去了浮力，便下沉，从而打开了连接在浮桶上的阀瓣，浮桶内的水通过集水管，由疏水阀的出口排除。当浮桶内的凝结水大部分被排除之后，浮桶又恢复了浮力，向上浮起，关闭蒸汽疏水阀。这样，根据凝结水的流入量，及时地使浮桶下沉（开阀排放凝结水）或上浮（关阀停止排放凝结水），实现离合动作，间断地排除凝结水。

       这种结构的浮桶，开口朝下设置，所以称为例吊桶式或反浮桶式。倒吊桶的形状呈吊钟形，所以也称为钟形浮子式。倒吊桶有单阀瓣（单阀直动式及单阀瓣杠杆增幅式） 和压差双阀瓣结构。

       这种蒸汽疏水阀兼有倒吊桶式蒸汽疏水阀和自由浮球式疏水阀的特点。倒吊桶是一个切去下部的球状密闭浮球，成为开口形浮桶式的半浮球，再在其顶部开一个圆孔。
       半浮球式蒸汽疏水阀的动作原理差不多和一般的倒吊桶式的原理相同，在流入凝结水量少的时候，就零星地排放; 当流入的凝结水量中等时，就间歇排放; 当流入大量凝结水时，就进行大限度的连续排放。
       半浮球式蒸汽疏水阀半浮球的球状部分能起到阀瓣的作用，其动作部分只是半浮球，有结构简单、便于维修的特点。

       这类蒸汽疏水阀也称为自由浮子式或无杠杆浮球式。因为是将圆形浮子放置在疏水阀的阀体内部，所以设计时将浮球本身作为完成开关动作的阀瓣。球形浮子可以自由上升或下降，从而起到阀瓣的作用，实现开、闭阀动作。在阀盖上部还设置了空气排放阀。

       杠杆浮球式蒸汽疏水阀的特点如下∶作为一种大排量的疏水阀，其体积比较小;和自由浮球式相比，其浮球是固定在杠杆上的，因此浮球和阀座有好的耐用性;内装空气排放阀，不会产生空气气堵;双阀座式的疏水阀，当凝结水量减少至很少时，往往会泄漏蒸汽。

       在用于蒸汽疏水阀的场合，有四种不同的双金属片组合在一起。一种是把数枚长方形的双金属片组合在一起，成为悬臂梁式的矩形双金属片式;第二种是以一片C形的双金属片作为热敏元件的单片双金属片式;第三种是把数个圆形的双金属片组合在一起，形成圆板双金属片式的温调疏水阀;第四种是由一组棱形的双金属片组合在一起的简支梁式的双金属片式疏水阀，该种双金属片的变形曲线和饱和蒸汽曲线相似。

六、疏水阀安装