疏水閥的選型指南

1、.疏水閥的選型指南14-5疏水閥選型：理解參數(shù)2疏水閥選型指南3疏水閥的選型指南疏水閥選型必須提供疏水閥的疏水量也叫排水量（蒸汽消耗量）、疏水閥的工作壓差、工作溫度等工況參數(shù)，具體說(shuō)明如下：1. 疏水閥的疏水量： 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(lái)選擇疏水閥的排水量。才能保證疏水閥在開(kāi)車(chē)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(huì)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(kāi)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(lái)，然后設(shè)備進(jìn)入正常工作狀態(tài)。由于開(kāi)車(chē)時(shí)，

2、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(lái)選擇疏水閥。）2. 疏水閥的工作壓差：選用疏水閥時(shí)，不能以公稱(chēng)壓力選疏水閥，因?yàn)楣Q(chēng)壓力只能表示疏水閥體殼承受壓力等級(jí)，疏水閥公稱(chēng)壓力與工作壓力的差別很大。所以要根據(jù)工作壓差來(lái)選擇疏水閥的排水量。工作壓差是指疏水閥前的工作壓力減去疏水閥出口背壓的差值。疏水閥后背壓計(jì)算方式是：（當(dāng)疏水閥后凝結(jié)水排入大氣時(shí)，疏水閥的出口背壓為零。如果把疏水閥排出的冷凝水集中回收，此時(shí)，疏水閥的出口背壓是回水管的阻力、回水管抬升高度、二次蒸發(fā)器（回水箱）內(nèi)壓力三者之和。）3. 機(jī)械型疏水閥的閥座號(hào)

3、：機(jī)械型疏水閥按不同的工作壓差段，分成多種規(guī)格閥座孔徑的“閥座號(hào)”，每個(gè)工作壓差段與“閥座號(hào)”組成一條坐標(biāo)曲線的排水量，不同“閥座號(hào)” 的疏水量有很大差別。機(jī)械型疏水閥應(yīng)根據(jù)工藝條件的最高工作壓差和最大排水量?jī)烧呦鄬?duì)應(yīng)的坐標(biāo)曲線來(lái)選合適的“閥座號(hào)”。不能以公稱(chēng)壓力來(lái)定“閥座號(hào)”，如果選錯(cuò)“閥座號(hào)”，有可能出現(xiàn)疏水閥不工作或設(shè)備存水，影響設(shè)備正常運(yùn)行。4. 疏水閥的工作溫度：選用疏水閥時(shí)，要根據(jù)管道蒸汽最高溫度來(lái)選擇能滿足工藝條件要求的疏水閥。管道蒸汽最高溫度超過(guò)公稱(chēng)壓力相對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽溫度稱(chēng)為過(guò)熱蒸汽，在過(guò)熱蒸汽管道選擇疏水閥時(shí)，應(yīng)選用高溫高壓過(guò)熱蒸汽專(zhuān)用疏水閥。5. 疏水閥的連接尺寸：疏水閥

4、的工藝條件決定以后，根據(jù)疏水閥前后的工作壓差、疏水量和“閥座號(hào)”，按疏水閥制造廠家的技術(shù)參數(shù)來(lái)選擇疏水閥的規(guī)格尺寸。（不能按設(shè)備連接尺寸隨便選配同樣尺寸的疏水閥，疏水閥的連接口徑不能代表疏水量的大小，同一種口徑的疏水閥，疏水能力可能差別很大；所以選用疏水閥時(shí)必須根據(jù)設(shè)備的工藝條件，參照疏水閥制造廠家提供的參數(shù)來(lái)選配疏水閥才是正確的選擇。4-5疏水閥選型：理解參數(shù)第一篇文章中，我們了解了工藝是如何影響疏水閥選型的，接下來(lái)我們將介紹工況參數(shù)對(duì)于疏水閥型號(hào)的影響。工況要求影響疏水閥參數(shù)系統(tǒng)的情況決定了疏水閥最小的壓力，溫度，排水量，材料和連接方式的最低要求。安裝管道及連接方式確認(rèn)要求的連接方式和閥體

5、材料，最重要的是選擇的疏水閥符合管道安裝的要求。舉例來(lái)說(shuō)，管道壓力要求承插焊，那就不能選擇連接方式是NPT（管螺紋標(biāo)準(zhǔn)）的疏水閥。需要注意的是，疏水閥的排水量應(yīng)滿足工藝要求最小壓差下的最大排量。閥體材料選擇疏水閥前也要考慮閥體的材質(zhì)。閥體的材質(zhì)通常取決于疏水點(diǎn)（CDL）的最大操作溫度和壓力，周?chē)h(huán)境，使用壽命/最小維護(hù)要求。此外，該材料還必須滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的最大溫度和壓力的測(cè)試要求。疏水閥的閥體，閥蓋和其他抗壓部件的材質(zhì)和其他類(lèi)型的閥門(mén)并無(wú)明顯不同，例如：灰鑄鐵/球墨鑄鐵、碳鋼、不銹鋼閥體的最大允許壓力和溫度并不等同于疏水閥操作的最大壓力和溫度。這是由于很多諸如墊圈的最大溫度和壓力不能達(dá)到這些要

6、求。除此之外，不同標(biāo)準(zhǔn)下，如ASME和DIN，也會(huì)影響材料的最大操作壓力/溫度。舉例來(lái)說(shuō)，在DIN標(biāo)準(zhǔn)下，A126鑄鐵的最大允許壓力為13barg（190 psig），但在ASME標(biāo)準(zhǔn)中，壓力能達(dá)到16barg（250 psig）。近年來(lái)，不銹鋼材質(zhì)的疏水閥越來(lái)越受到青睞，因?yàn)樗鼈儽阌诰S護(hù)，且壽命更長(zhǎng)。選型很大一部分的用戶會(huì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)管道的尺寸來(lái)選擇疏水閥。但其實(shí)，疏水閥口徑應(yīng)該取決于設(shè)備冷凝水量能正常排出的管道尺寸。下面是根據(jù)設(shè)備排水量推薦的疏水閥管道尺寸表：最大冷凝水流量設(shè)備出口管道尺寸低于220 kg/h 440 lb/h15 mm 1/2 in.200-500 kg/h 440 - 11

7、00 lb/h20 mm 3/4 in.0.5 - 1 t/h25 mm 1 in.1 - 2 t/h32 mm 1 1/4 in.2 - 3 t/h40 mm 1 1/2 in.3 - 5 t/h50 mm 2 in.超過(guò)5 t/h65 - 100 mm 2 1/2 - 4 in.*上表提供的只是大致的參考值。在設(shè)計(jì)管路或選擇疏水閥時(shí)請(qǐng)聯(lián)系如TLV之類(lèi)的蒸汽專(zhuān)家來(lái)幫助確定。通常來(lái)說(shuō)，疏水閥的口徑不要小于設(shè)備的出口管道，防止產(chǎn)生冷凝水積存，避免造成設(shè)備損傷或加熱問(wèn)題。疏水閥的出口管道則不需要根據(jù)疏水閥選擇，而應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)的流量和壓降考慮回水管線中的兩相流。更多相關(guān)信息，請(qǐng)參考：冷凝水回收管道連接

8、形式大多數(shù)用戶會(huì)根據(jù)國(guó)家，行業(yè)或公司的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選擇螺紋，承插焊或法蘭的連接形式。螺紋連接通常比法蘭連接成本低，但在安裝時(shí)需要擰裝管道，為了方便維護(hù)，疏水閥后需要斷開(kāi)，或安裝螺紋接頭。對(duì)于螺紋連接的疏水閥，我們需要嚴(yán)格根據(jù)規(guī)范來(lái)安裝，防止出現(xiàn)管道密封不嚴(yán)造成的泄漏。部分工廠考慮到防止管線泄漏而選擇承插焊的疏水閥，但在維修更換時(shí)會(huì)比較麻煩且成本較高。如果缺少合格的焊工還可能降低整體的安裝效率和安裝質(zhì)量。法蘭連接的疏水閥相對(duì)來(lái)說(shuō)比較容易安裝和更換。新籌建項(xiàng)目時(shí)確定整廠的法蘭標(biāo)準(zhǔn)和對(duì)接方式對(duì)于之后的維護(hù)維修將帶來(lái)很大的便捷。法蘭連接疏水閥的案例在根據(jù)操作工況和環(huán)境選擇了疏水閥的參數(shù)之后，接下來(lái)就是對(duì)疏水

9、閥的排水量進(jìn)行計(jì)算，并乘以安全系數(shù)，選擇最經(jīng)濟(jì)的疏水閥。詳細(xì)信息請(qǐng)參閱第三部分。疏水閥選型指南選擇疏水閥要求準(zhǔn)確無(wú)誤地阻汽排水，靈敏度高，能提高蒸汽利用率，不泄漏蒸汽，工作性能可靠，背壓率高、使用壽命長(zhǎng)、維修方便是首選的條件。 1.在生產(chǎn)工藝的換熱設(shè)備，烘干室，快速熱交換器，蒸餾設(shè)備等需要快速升溫，不允許存有凝結(jié)水的生產(chǎn)加熱設(shè)備，應(yīng)該選用機(jī)械型疏水閥。 機(jī)械型疏水閥不受工作溫度和壓力變化的影響，有水即排，過(guò)冷度小，加熱設(shè)備里不存水，能使加熱設(shè)備達(dá)到最佳工作溫度。其中自由浮球1.在生產(chǎn)工藝的換熱設(shè)備，烘干室，快速熱交換器，蒸餾設(shè)備等需要快速升溫，不允許存有凝結(jié)水的生產(chǎn)加熱設(shè)備，應(yīng)該選用機(jī)械型疏水

10、閥。 機(jī)械型疏水閥不受工作溫度和壓力變化的影響，有水即排，過(guò)冷度小，加熱設(shè)備里不存水，能使加熱設(shè)備達(dá)到最佳工作溫度。式蒸汽疏水閥的結(jié)構(gòu)最先進(jìn)，非常靈敏，最小過(guò)冷度0C，能排飽和溫度凝結(jié)水，無(wú)蒸汽泄漏，優(yōu)點(diǎn)最多，能使加熱設(shè)備達(dá)到最佳工作效率。是生產(chǎn)工藝加熱設(shè)備最理想的疏水閥。 2.在蒸汽管道，伴熱管線、小型加熱設(shè)備，采暖設(shè)備，溫度要求不高的用汽設(shè)備，應(yīng)該選用熱靜力型疏水閥。 熱靜力型疏水閥過(guò)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)最先進(jìn)，無(wú)需人工調(diào)整，非常靈敏，最大過(guò)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

11、檢修和更換閥芯，節(jié)省資金和勞力，使用壽命長(zhǎng)，適用范圍很廣，是熱靜力型疏水閥的精品。 3.在高溫高壓過(guò)熱蒸汽管線和設(shè)備上，應(yīng)該選用過(guò)熱蒸汽專(zhuān)用疏水閥。 過(guò)熱蒸汽疏水閥能在高溫、高壓、小負(fù)荷的惡劣工況下分離出過(guò)熱蒸汽消失時(shí)產(chǎn)生的高溫凝結(jié)水。其中圓盤(pán)式蒸汽保溫型疏水閥利用管道蒸汽對(duì)疏水閥的主汽室進(jìn)行保溫，結(jié)構(gòu)先進(jìn)，在沒(méi)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(zhǎng)，是高壓過(guò)熱蒸汽專(zhuān)用疏水閥。止回閥是供熱系統(tǒng)管路中一個(gè)十分重要的部件，止回閥的安裝位置、結(jié)構(gòu)參數(shù)和關(guān)閉 曲線對(duì)供熱系統(tǒng)的安全性和?？啃杂泻艽笥绊?。如果止回閥使用得當(dāng)；能夠起到冰錘防護(hù) 的作用；但是如果使用不當(dāng)，不僅不能對(duì)供熱設(shè)備起

12、到保護(hù)作用，而且會(huì)在供熱系統(tǒng)管線 中引起很大的水燙。因此對(duì)止回閥在供熱系統(tǒng)中的防水錘作用進(jìn)行研究具有很重要的實(shí)際 意義和學(xué)術(shù)意義。 從流體瞬變運(yùn)動(dòng)的角度看；對(duì)于止回閥的要求下只在動(dòng)力中斷時(shí)能夠開(kāi)啟或關(guān)閉，而 且應(yīng)根據(jù)供熱管路中的流動(dòng)狀況對(duì)啟閉速度有一定的要求。不適當(dāng)?shù)膯㈤]速度將引起系統(tǒng) 管路中的壓力突然升高或下降，當(dāng)壓力的上升值足夠大時(shí)就會(huì)引起管子的破裂。為廠保證 系統(tǒng)安全，必須合理選擇止回閥的結(jié)構(gòu)形式和關(guān)閉曲線，使其起到防水錘的作用。本文研 究了止回閥在供熱系統(tǒng)中的防水錘作用，建立了止回閥啟閉時(shí)的邊界條件，分析了普通止 回閥的缺陷和防水錘止回閥的特性，研究了優(yōu)化關(guān)閉特性消除水錘和防止水泵倒轉(zhuǎn)

13、的機(jī) 理，得出有實(shí)際意義的結(jié)論，對(duì)于在供熱系統(tǒng)中正確選擇和使用止回閥具有指導(dǎo)意義。 二、止回閥及其應(yīng)用 止回閥是用來(lái)防止管道或設(shè)備中介質(zhì)倒流的一種閥廠。它利用流體的動(dòng)能而開(kāi)啟。在供熱系統(tǒng)中，止回閥常安裝在泵的出口、以及其它不允許流體反向流動(dòng)的地方。選擇合適 的止回閥型式對(duì)進(jìn)行水錘防護(hù)有很大的影響，例如泵站中大量的水錘事故是與泵出口裝設(shè) 的止回問(wèn)有關(guān)的。事故停泵后水流通過(guò)京開(kāi)始倒流，在倒泄水流的作用下，止回閥迅速關(guān) 閉，如果止回閥由于故障或支座摩阻及其慣性的影響，止回閥有可能滯后于開(kāi)始倒流的時(shí)間，即在倒流量增至一定值，甚至在最大倒流量的瞬間迅速關(guān)閉，則能在止回閥處產(chǎn)生非 常大的壓力。止回閥閥瓣在

14、流速為零時(shí)關(guān)閉完畢是關(guān)閉的最佳狀態(tài)，要在流速為零時(shí)完成 閥瓣關(guān)閉是不太可能的。一般認(rèn)為，只要在零流量附近關(guān)閉完畢就是正常的。 在熱水供熱系統(tǒng)中，為了減小事故停泵水錘，可以在循環(huán)水泵的壓水管和吸水管之間 設(shè)置一帶止回閥的泄壓旁通管。在循環(huán)水泵運(yùn)行時(shí)，由于水泵出水側(cè)水壓高于吸水側(cè)的水 壓，止回閥呈關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)突然停泵的瞬間，泵出水側(cè)壓力急劇降低，而吸水側(cè)壓力則大 幅度增高，在此壓差作用下，循環(huán)水泵吸水側(cè)管路中的水即推開(kāi)止回閥至泵出水側(cè)的管網(wǎng) 系統(tǒng)，從而降低了吸水側(cè)管網(wǎng)中壓力增高的幅度；減少和防止了水錘的危害。裝置在泄壓 旁通管上的止回閥應(yīng)選用阻力較小、開(kāi)啟靈活的產(chǎn)品。泄壓旁通管的管徑越大對(duì)減小水錘

15、 越有力，可以根據(jù)規(guī)定的壓力界限，通過(guò)瞬變計(jì)算，確定經(jīng)濟(jì)的管徑。 某供熱系統(tǒng)循環(huán)水泵的壓水管和吸水管之間沒(méi)有旁通管、循環(huán)水泵斷電 時(shí)，水泵出口壓力隨時(shí)間變化的計(jì)算曲線，和該系統(tǒng)增設(shè)帶止回間的泄壓旁通 管后水泵出口壓力變化的計(jì)算曲線。從圖中看出增加帶止回閥的旁通設(shè)計(jì)顯然 對(duì)控止水錘壓力是有效的；管路中壓力振蕩很快衰減達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)。莊頭波動(dòng)的振幅 也比沒(méi)有旁路設(shè)計(jì)時(shí)小很多。 三、止回閥啟閉時(shí)的邊界條件 如果水力坡度的基準(zhǔn)線與閥門(mén)的軸線一致；則在定常流情況F，通過(guò)止回閥孔口的壓 頭降H0與Q0如下有關(guān)系： 這就是止回閥啟閉時(shí)的邊界條件，式中的無(wú)量綱開(kāi)度又稱(chēng)閥門(mén)關(guān)閉曲線。對(duì)定常流， =1止回閥關(guān)閉

16、時(shí)流量為零，0。 上回閥啟閉時(shí)的邊界條件方程與供熱系統(tǒng)中的其它邊界條件方程、一維不定常流動(dòng)的 運(yùn)動(dòng)方程和連續(xù)方程聯(lián)解，就可以求出當(dāng)止回閥無(wú)量綱開(kāi)度變化時(shí)，供熱系統(tǒng)各計(jì)算截面 壓力的變化情況。計(jì)算的目的是要尋求最佳的止回閥關(guān)閉過(guò)程，以便確定合理的止國(guó)閥結(jié) 構(gòu)參數(shù)（如閥辯直徑、配重等）。 四、普通止回閥和防水錘止回閥 選擇合適的止回閥型式，對(duì)供熱系統(tǒng)的水錘防護(hù)有很大的影響，特別是安裝在泵出口 處的止回閥尤其要注意選擇合適的型式。事故停泵時(shí)，希望它能自動(dòng)迅速關(guān)閉，阻止水倒 流沖擊水泵而發(fā)生飛逸反轉(zhuǎn)，但是如果關(guān)閉不當(dāng)，就會(huì)造成嚴(yán)重的管網(wǎng)水錘，對(duì)安全供熱 構(gòu)成威脅，嚴(yán)重的水錘會(huì)對(duì)供熱系統(tǒng)造成癱瘓性的破壞

17、，對(duì)生產(chǎn)及生活造成影響和損失。 1.普通止回閥的缺陷 目前供熱系統(tǒng)中常用的止回閥在這里稱(chēng)為普通止回閥，主要由閥體、閥瓣和閥蓋構(gòu) 成，它有如下的缺點(diǎn)： （1）事故停泵時(shí)閥門(mén)迅速關(guān)閉，造成閥后的空穴，空穴在正負(fù)水錘波的作用下，反復(fù) 產(chǎn)生和自滅，造成閥門(mén)的空蝕破壞，使其壽命縮短。 （2）當(dāng)閥辯動(dòng)作不靈活時(shí)，關(guān)閉緩慢，水倒流，沖擊葉輪產(chǎn)生飛逸反轉(zhuǎn)而破壞泵設(shè)備。 （3）正常運(yùn)行時(shí)，閥瓣飄在水中，不停地?cái)[動(dòng)和振動(dòng)，因而流阻大、摩擦大、耗能高、 壽命短。 2防水錘止回閥的特點(diǎn) 熱水供熱系統(tǒng)發(fā)生水錘集中供熱發(fā)展進(jìn)程中出現(xiàn)的實(shí)際問(wèn)題，止回閥型式對(duì)供熱系統(tǒng)水錘壓力的影響越來(lái)越引起國(guó)內(nèi)外供熱界的重視。 在熱水供熱系

18、統(tǒng)中應(yīng)盡可能地選用防水錘止回閥。防水錘止回閥克服了普通止回閥的 缺點(diǎn)，具有如下特點(diǎn)： （1）啟泵后閥門(mén)能及時(shí)迅速打開(kāi)。 （2）正常運(yùn)行時(shí)，要求閥瓣有盡可能大的開(kāi)啟角，并能穩(wěn)定在全開(kāi)位置。 （3）停泵時(shí)閥門(mén)有優(yōu)化的關(guān)閉特性，在突然停泵時(shí)即能阻止水倒流保護(hù)水泵不致發(fā)生 飛逸反轉(zhuǎn)，達(dá)到保護(hù)水泵的目的，又能使其在關(guān)閉的最后階段實(shí)現(xiàn)緩閉，減少突然關(guān)閉造 成管路中的水錘，達(dá)到保護(hù)管路的目的。 在水泵出口安裝普通止回閥；當(dāng)停泵時(shí)止回閥下游側(cè)壓力隨時(shí)間變化的實(shí) 測(cè)曲線（圖2（a）；和在該水泵出口安裝丹麥丹佛斯公司402M防水錘止回閥，當(dāng)停泵時(shí) 止回閥下游側(cè)壓力隨時(shí)間變化的實(shí)測(cè)曲線（圖2（b）。測(cè)試管徑150毫

19、米，定常態(tài)時(shí)管道流量155立方米時(shí)；止回閥下游側(cè)壓力5巴。從圖2中看出安裝普通止回閥時(shí)，停泵引起 止回閥處的最大壓力達(dá)到20巴，而安裝防水錘止回閥在同樣的工況下，止回閥處最大壓 力只有10巴，減小了停泵引起的水錘。 五、優(yōu)化關(guān)閉特性消除水錘和防止水泵倒轉(zhuǎn)的機(jī)理 根據(jù)停泵的水力過(guò)渡過(guò)程理論，在水泵出口不設(shè)置止回閥時(shí)，當(dāng)突然停泵時(shí)，其水錘 過(guò)程可分為三個(gè)階段。 l水泵工況 停電后，水泵由于慣性轉(zhuǎn)動(dòng)，管中水流繼續(xù)正向流動(dòng)，但其速度逐漸減小，直至水流 速度變?yōu)榱恪＿@一階段又稱(chēng)為正流才轉(zhuǎn)。 2制動(dòng)工況 瞬態(tài)靜止的水，由于受靜水頭的作用開(kāi)始倒流，回沖水流對(duì)仍在正轉(zhuǎn)的水泵葉輪起制 動(dòng)作用，于是轉(zhuǎn)速繼續(xù)降低，直至轉(zhuǎn)速為零。這一階段又稱(chēng)為逆流正轉(zhuǎn)。 3水輪機(jī)工況 隨著倒泄水流的加大，水泵開(kāi)始反轉(zhuǎn)并逐漸加速，最后在飛逸轉(zhuǎn)速情況下反向旋轉(zhuǎn)運(yùn) 行。這一階段又稱(chēng)為逆流反轉(zhuǎn)。 通過(guò)分析可以看出，停泵后水流從正向流動(dòng)到逆向流動(dòng)，在理論上有一個(gè)零流量點(diǎn)， 即瞬時(shí)水流靜止，若此時(shí)閥門(mén)迅速關(guān)閉，水流的慣性沖擊最小，即產(chǎn)生的水錘最小。但實(shí) 際上由于許多因素的存在