緻力於水工業閥門的研發與制造—SINCE 1988

疏水閥原理和結構形式

2023-03-17 19:07:37

      疏水閥在蒸汽加熱系統中起到阻汽排水作用,選擇合适的疏水閥,可使蒸汽加熱設備達到較高工作效率。要想達到較理想的效果 ,就要對各種類型疏水閥的工作性能、特點進行全面的瞭(le)解。疏水閥的品種很多,各有不同的性能 。選用疏水閥時,首先應選其特性能滿足蒸汽加熱設備的較佳運行,然後才考慮其他客觀條件 ,這樣選擇你所需要的疏水閥才是正確和有效的。疏水閥要能“識别”蒸汽和凝結水,才能起到阻汽排水作用。“識别”蒸汽和凝結水基於(yú)三個原理:密度差、溫度差和相變。於(yú)是就根據三個原理制造出三種類型的疏水閥:分類爲機械型、熱靜力型、熱動力型。

一、機械型疏水閥

機械型也稱浮子型,是利用凝結水與蒸汽的密度差,通過凝結水液位變化,使浮子升降帶動閥瓣開啓或關閉(bì),達到阻汽排水目的。機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,加熱設備(bèi)裏不存水,能使加熱設備(bèi)達到較佳換熱效率。能達到背壓率爲80%,工作質量高,是生産工藝加熱設備(bèi)較理想的疏水閥。

機(jī)械型疏水閥(fá)有自由浮球式、自由半浮球式、杠杆浮球式、倒吊桶式等:

1、自由浮球式疏水閥

自由浮球式疏水閥的結構簡單,内部隻有一個活動部件精細研磨的不鏽鋼空心浮球,既是浮子又是啓閉(bì)件,無易損零件 ,使用壽命很長(zhǎng),“HG”疏水閥内部帶有 Y 系列自動排空氣裝置,非常靈敏,能自動排空氣,工作質量高。

設備剛啓動工作時,管道内的空氣經過 Y 系列自動排空氣裝置排出,低溫凝結水進入疏水閥内,凝結水的液位上升,浮球上升,閥門開啓,凝結水迅速排出,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,自動排空氣裝置關閉 。疏水閥開始正常工作,浮球随凝結水液位升降,阻汽排水。自由浮球式疏水閥的閥座總處於(yú)液位以下,形成水封,無蒸汽洩漏,節能效果好。較小工作壓力 0.01Mpa,從 0.01Mpa 至較高使用壓力範圍之内不受溫度和工作壓力波動的影響,連續排水。能排飽(bǎo)和溫度凝結水,較小過冷度爲 0℃,加熱設備裏不存水 ,能使加熱設備達到較佳換熱效率。背壓率大於(yú) 85%,是生産工藝加熱設備較理想的疏水閥之一。

2、自由半浮球式疏水閥

自由半浮球式疏水閥隻有一個半浮球式的球桶爲活動部件,開口朝下,球桶即是啓閉件,又是密封件。整個球面都可爲密封,使用壽命很長,能抗水錘,沒有易損件,無故障,經久耐用,無蒸汽洩漏。背壓率大於(yú) 80%,能排飽(bǎo)和溫度凝結水,較小過冷度爲 0℃,加熱設備裏不存水,能使加熱設備達到較佳換熱效率。

當裝置剛啓動時,管道内的空氣和低溫凝結水經過發射管進入疏水閥内,閥内的雙金屬片排空元件把球桶彈開,閥門開啓 ,空氣和低溫凝結水迅速排出 。當蒸汽進入球桶内 ,球桶産生向上浮力 ,同時閥内的溫度升高,雙金屬片排空元件收縮,球捅漂向閥口,閥門關閉(bì)。當球桶内的蒸汽變(biàn)成凝結水,球桶失去浮力往下沉,閥門開啓,凝結水迅速排出。當蒸汽再進入球桶之内,閥門再關閉(bì),間斷和連續工作。

3、杆浮球式疏水閥

杠杆浮球式疏水閥基本特點與自由浮球式相同,内部結構是浮球連接杠杆帶動閥心,随凝結水的液位升降進行開關閥門。杠杆浮球式疏水閥利用雙閥座增加凝結水排量,可達(dá)到體積小排量大,較大疏水量達(dá) 100 噸/小時,是大型加熱設備(bèi)較理想的疏水閥。

4、倒吊桶式疏水閥

倒吊桶式疏水閥内部是一個倒吊桶爲液位敏感件,吊桶開口向下,倒吊桶連接杠杆帶動閥心開閉(bì)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,漏汽率小於(yú) 3%,較大背壓率爲 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閉(bì)閥門,工作壓差小於(yú) 0.1MPa 時,不适合選用 。

當裝置剛啓動時 ,管道内的空氣和低溫凝結水進入疏水閥内,倒吊桶靠自身重量下墜,倒吊桶連接杠杆帶動閥心開啓閥門,空氣和低溫凝結水迅速排出。當蒸汽進入倒吊桶内,倒吊桶的蒸汽産(chǎn)生向上浮力,倒吊桶上升連接杠杆帶動閥心關閉(bì)閥門。倒吊桶上開有一小孔,當一部份蒸汽從小孔排出,另一部份蒸汽産(chǎn)生凝結水,倒吊桶失去浮力,靠自身重量向下沉,倒吊桶連接杠杆帶動閥心開啓閥門,循環工作,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隔離的閥腔,由兩根不鏽鋼管連通上下閥腔,它是由浮球式和倒吊桶式疏水閥的組合,該閥結構合理,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水,有效地阻止過熱蒸汽洩漏,工作質量高。較高允許溫度爲 600℃,閥體爲全不鏽鋼,閥座爲硬質合金鋼,使用壽命長,是過熱蒸汽專用疏水閥,取得兩項國家認可,填補(bǔ)瞭(le)國内空白。

當凝結水進入下閥腔,副閥的浮球随液位上升 ,浮球封閉(bì)進汽管孔。凝結水經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,排放凝結水。當副閥腔的凝結水液位下降時,浮球随液位下降,副閥打開。蒸汽從進汽管進入上主閥腔内的倒吊桶裏,倒吊桶産(chǎn)生向上的浮力,倒吊桶帶動閥心關閉(bì)主閥門。當副閥腔的凝結水液位再升高時,下一個循環周期又開始,間斷排水。

二、熱靜力型疏水閥

這類疏水閥是利用蒸汽和凝結水的溫差引起感溫元件的變型或膨脹帶動閥心啓閉閥門。熱靜力型疏水閥的過冷度比較大,一般過冷度爲 15 度到 40 度,它能利用凝結水中的一部分顯熱,閥前始終存有高溫凝結水,無蒸汽洩漏,節能效果顯著。是在蒸汽管道,伴熱管線、小型加熱設備(bèi),採(cǎi)暖設備(bèi),溫度要求不高的小型加熱設備(bèi)上,較理想的疏水閥。

熱靜(jìng)力型疏水閥(fá)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,内充一種氣化溫度比水的飽(bǎo)和溫度低的液體,有開閥溫度低於(yú)飽(bǎo)和溫度 15℃ 和 30℃ 兩種供選擇。膜盒式疏水閥的反應特别靈敏,不怕凍,體積小,耐過熱,任意位置都可安裝。背壓率大於(yú)80%,能排不凝結氣體,膜盒堅固 ,使用壽命長,維修方便,使用範圍很廣。

裝置剛起動時,管道出現低溫冷凝水,膜盒内的液體處於(yú)冷凝狀态,閥門處於(yú)開啓位置。當冷凝水溫度漸漸升高,膜合内充液開始蒸發,膜合内壓力上升,膜片帶動閥心向關閉方向移動,在冷凝水達到飽(bǎo)和溫度之前,疏水閥開始關閉。膜盒随蒸汽溫度變化控制閥門開關,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鏽鋼波紋管内充一種汽化溫度低於(yú)水飽(bǎo)和溫度的液體。随蒸汽溫度變化控制閥門開關 ,該閥設有調整螺栓,可根據需要調節使用溫度,一般過冷度調整範圍低於(yú)飽(bǎo)和溫度 15℃~40℃。背壓率大於(yú) 70%,不怕凍,體積小,任意位置都可安裝,能排不凝結氣體 ,使用壽命長。

當裝置啓動時,管道出現冷卻凝結水,波紋管内液體處於(yú)冷凝狀态,閥心在彈簧的彈力下,處於(yú)開啓位置。當冷凝水溫度漸漸升高,波紋管内充液開始蒸發膨脹,内壓增高,變形伸長,帶動閥心向關閉方向移動,在冷凝水達到飽(bǎo)和溫度之前,疏水閥開始關閉,随蒸汽溫度變化控制閥門開關,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 ,随蒸汽溫度升降受熱變形,推動閥心開關閥門。雙金屬片式疏水閥設有調整螺栓,可根據需要調節使用溫度,一般過冷度調整範圍低於(yú)飽(bǎo)和溫度 15℃~30℃,背壓率大於(yú) 70%,能排不凝結氣體,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,須要經常調整。

當裝置剛起動時,管道出現低溫冷凝水,雙金屬片是平展的,閥心在彈簧的彈力下,閥門處於(yú)開啓位置。當冷凝水溫度漸漸升高,雙金屬片感溫起元件開始彎曲變形,並(bìng)把閥心推向關閉位置。在冷凝水達到飽和溫度之前,疏水閥開始關閉。雙金屬片随蒸汽溫度變化控制閥門開關,阻汽排水。

三、熱動力型疏水閥

這類疏水閥根據相變(biàn)原理,靠蒸汽和凝結水通過時的流速和體積變(biàn)化的不同熱力學原理,使閥片上下産生不同壓差,驅動閥片開關閥門。因熱動力式疏水閥的工作動力來源於(yú)蒸汽,所以蒸汽浪費比較大。結構簡單、耐水擊、較大背爲 50%,有噪音,閥片工作頻繁,使用壽命短。

熱動(dòng)力型疏水閥有熱動(dòng)力式(圓盤式)、脈沖(chōng)式、孔闆式。

1、熱動力式疏水閥

熱動力式疏水閥内有一個活動閥片,既是敏感件又是動作執行件。根據蒸汽和凝結水通過時的流速和體積變(biàn)化的不同熱力學原理,使閥片上下産(chǎn)生不同壓差,驅動閥片開關閥門。漏汽率 3%,過冷度爲 8℃~15℃。

當裝置啓動時,管道出現冷卻凝結水,凝結水靠工作壓力推開閥片,迅速排放。當凝結水排放完畢(bì),蒸汽随後排放,因蒸汽比凝結水的體積和流速大,使閥片上下産生壓差,閥片在蒸汽流速的吸力下迅速關閉。當閥片關閉時,閥片受到兩面壓力,閥片下面的受力面積小於(yú)上面的受力面積,因疏水閥汽室裏面的壓力來源於(yú)蒸汽壓力,所以閥片上面受力大於(yú)下面,閥片緊緊關閉。當疏水閥汽室裏面的蒸汽降溫成凝結水,汽室裏面的壓力消失。凝結水靠工作壓力推開閥片,凝結水又繼續排放,循環工作,間斷排水。

2、圓盤(pán)式蒸汽保溫型疏水閥(fá)

圓盤式蒸汽保溫型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(céng)外殼。外殼内室和蒸汽管道相通,利用管道自身蒸汽對疏水閥的主汽室進行保溫。使主汽室的溫度不易降溫,保持汽壓,疏水閥緊緊關閉(bì)。當管線産生凝結水,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水産生,疏水閥不會開啓,工作質量高。閥體爲合金鋼,閥心爲硬質合金,該閥較高允許溫度爲 550℃,經久耐用,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孔闆根據蒸汽壓降變化調節閥門開關,即使閥門完全關閉入口和出口也是通過*一、*二個小孔相通,始終處於(yú)不完全關閉狀态,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(bǎo)和溫度水,接近連續排水,較大背壓 25%,因此使用者很少。

4、孔闆式疏水閥

孔闆式疏水閥是根據不同的排水量,選擇不同孔徑的孔闆控制排水量的目的。結構簡單,選擇不合适會出現排水不及或大量跑汽,不适用於(yú)間歇生産的用汽設備(bèi)或冷凝水量波動大的用汽設備(bèi)。