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為什么疏水閥需要具有排空氣的性能?

文章出處:廈門程可欣商貿有限公司 人氣:-發表時間:2014-10-16 15:05:00

(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

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