為什么疏水閥需要具有排空氣的性能？

（1）蒸汽疏水閥的三種功能

使用和利用蒸汽的設備上只需要蒸汽。在這種內肯 定要產生凝結水，凝結水則成為有害的流體，同時還混入了 空氣和其它不可凝氣體，成為引起設備產生故障和降低性能 的原因。

在這種情況下，蒸汽疏水閥最重要的功能有以下三個方面：

①能迅速排除產生的凝結水。

②防止蒸汽泄漏。

③排除空氣及其它不可凝氣體。

在蒸汽輸送設備和蒸汽使用設備中，為什么必須排除不 必要的且有害的凝結水和空氣？凝結水和空氣會給蒸汽設備 帶來什么樣的危害和不良影響？也就是說為什么需要蒸汽疏 水閥？以下就此進行說明。

(2)排除凝結水的必要性

①防止水擊

首先，從安全角度看，如果蒸汽管路中有凝結水，高速 流動的蒸汽推動積結在一起的凝結水，使凝結水在管壁和閥 門及蒸汽使用設備上進行強烈的撞擊，而且，往往帶來很大 沖擊力。這種現象稱為水擊（也叫水擊作用或水錘作用）。當 水擊很強時，會造成管道轉彎處和閥門損傷或破壞。

其次，水擊現象并不僅是由于有凝結水的原因。由于鍋爐安裝和使用上的不當，有時是鍋爐里的水進入蒸汽里，被帶入輸送管路。所以，若鍋爐結構上有缺陷或使用不當，會造成鍋爐的水位過高，因此，鍋爐供應的蒸汽，其濕度過大，這時凝結水形成的速度加快，這也是造成水擊的一個原因。

一般，鍋爐供應的飽和燕汽中，濕度應在4%以下；如 果是6%，這就是說濕度大了；如若到10%，其濕度就是過大了。在濕度大或過大的情況下，就有必要修改鍋爐的結構或解決安裝上的問題。

關于這些問題，請參看拙著《鍋爐運轉實務讀本》、《鍋爐的事故保全實務讀本》（以上兩冊均屬歐母社刊）及《鍋 爐技工用自動鍋爐讀本》（明現社刊)。無論如何，蒸汽管路中產生的凝結水（包栝鍋爐里混入 水）就是產生水擊事故的原因，所以，從安全角度看，有必要排除凝結水。

②防止降低蒸汽使用設備的效率用蒸汽做功的蒸汽設備（特別是熱交換器等間接加熱的 裝置)，都是為了有效的利用蒸汽（飽和蒸汽）的潛熱。在 這些裝置內滯留過多的凝結水與加熱面進行接觸，妨礙了蒸 汽與加熱面接觸，使熱交換器等蒸汽使用設備的產生效率顯 著降低（參照圖18)。另外，設備上、下加熱不均勻也會影 響產品質量，使蒸汽使用設備的運轉效率顯著降低，設備性能也會降低。

蒸汽使用設備內產生的凝結水是飽和蒸汽使用之后的狀態。因為它只有顯熱，所以它不再具有加熱的作用。因此， 裝置內滯留了凝結水，就完全失掉加熱作用。為了不使加熱 效率降低，并持續保證加熱效果，必須不斷地排除設備內產 生的凝結水。綜上所述，為了使用蒸汽和保證蒸汽使用設備的運轉效 率，必須及時排除凝結水。

③防止腐蝕蒸汽使用設備內部

水和空氣中的氧與設備接觸，會發生化學反應，使鐵銹蝕。關于這一問題，請參看拙著《鍋爐水處理入門》（燃料 及燃燒社刊）。

因此，從防止設備腐蝕的角度來看，也必須排除凝結水。

④防止蒸汽使用設備的損傷

由于蒸汽和凝結水的溫度不同，設備內的凝結水使設備 局部產生溫差，往往損傷設備。因此，從設備保養上看，也必須排除凝結水。以上說明了排除凝結水的必要性。以前，排除凝結水是 依靠手工操作，開關旋塞或閥門，反復操作以排除不斷產生 的凝結水，參看圖19 a，或如圖19 b所示，在熱交換器的 末端適當開孔，經常性的排除凝結水。前者是靠人工經常檢 查，并需反復開關閥門。而后者，當凝結水量不定時，會造 成凝結水滯留或大量漏汽。

因此，蒸汽使用設備無論如何也需自動地排除凝結水， 并阻止蒸汽泄漏，這就是有待研究開發的w蒸汽疏水閥” （參看圖20)。

(1)排除空氣的必要性

如前所述，蒸汽疏水閥是以排除凝結水為主要目的的。然而，還必須有排除空氣的能力。因此，要說明當空氣混入 蒸汽使用設備時，為什么必須排除空氣。

①防止腐蝕蒸汽使用設備內部

設備內如果混入空氣，如前所述，凝結水和空氣中的氧 起化學反應，造成對鐵的腐蝕，這是危險的和不經濟的，所以必須排除。

②防止降低蒸汽使用設備的運轉效率

設備內蒸汽的潛熱使被加熱物加熱，蒸汽則冷卻，凝結 成水，在管壁周圍形成凝結水層（參看圖21)。但是，若設 備內部一旦混入空氣，由于空氣是不可凝氣體（即不能液 化)，所以設備內管壁上的凝結水層內側又形成空氣層（參 看圖21b),且空氣的熱導率極小，比保溫材料還小（參 看第一聿表4)，因而，使蒸汽和被加熱物之間的熱交換能 力顯著降低。

混入空氣的另一個大問題是蒸汽和空氣的性質大不相 同，一且混入空氣且滯留，就變成蒸汽和空氣的混合物，由于溫度下降，使熱交換能力降低。如果蒸汽是飽和蒸汽，它的 溫度是由壓力決定的。一般，蒸汽使用設備運轉時的壓力是 由壓力表顯示的。由于混入了空氣，形成了蒸汽與空氣的混 合物，這時的溫度就會比該壓力相對應的溫度低。

此時，溫度降低的程度隨空氣混合率的提高而顯著（參 看表9)。因此，如果蒸汽中一旦混入空氣，就不能依據壓力 來推斷溫度了。假如必須推斷蒸汽-空氣混合物的溫度，則 蒸汽的分壓就是壓力計所顯示的壓力減去空氣的分壓所得的 數值，這樣，溫度就降低了，蒸汽作為載熱體和動力源的能 力也就降低了。

如上所述，蒸汽使用設備里混入了空氣，當沒有得到徹 底排除時，蒸汽疏水閥本身會發生以后要講到的“空氣氣堵”以及其它故障，如：

①空氣中的氧氣腐蝕設備的內部。

②傳熱而形成的空氣層降低了傳熱效率，蒸汽分壓的 降低引起蒸汽溫度的降低，又使