淺談蒸汽疏水閥的排量與背壓

李國洲

【摘 要】介紹了排量與背壓在蒸汽疏水閥選型過程中的考慮方法。

【關鍵詞】蒸汽；疏水閥；排量；背壓

蒸汽疏水閥是自動迅速地排出用汽設備及輸氣管道中的凝結水、積留空氣及其它非凝性氣體，并能防止蒸汽泄露的閥門。在工廠供熱等蒸汽管網(wǎng)中，是應用最廣泛的一種節(jié)能產(chǎn)品。在蒸汽的輸送管、汽水分離器、二次蒸汽罐以及利用蒸汽來加熱、干燥、保溫、伴熱、消毒、蒸餾、濃縮、蒸煮、換熱、采暖、空調(diào)等工藝過程中所產(chǎn)生的凝結水，都必須使用蒸汽疏水閥來排除。

蒸汽使用設備內(nèi)產(chǎn)生的凝結水是飽和蒸汽使用之后的狀態(tài)。因為它只有顯熱，所以它不再具有加熱作用。因此，為了不使加熱效率降低，并持續(xù)保證加熱效果，必須不斷的排出設備內(nèi)產(chǎn)生的凝結水。

作為蒸汽管網(wǎng)節(jié)能的主要配件——蒸汽疏水閥，被越來越多的用在蒸汽設備及管網(wǎng)中去，為高效使用蒸汽、保證設備正常運轉而發(fā)揮著作用。

從本人了解的情況看，許多用戶對疏水閥的排量與背壓，存在著理解和正確認識的問題。因為疏水閥的這兩項技術指標，關系到是否發(fā)揮蒸汽的最大熱量，蒸汽設備是否能正常運行，疏水閥后面所配置的系統(tǒng)情況以及疏水閥能否在閥后系統(tǒng)中（即有背壓的情況下）正常工作的問題。

一、蒸汽疏水閥的排量

蒸汽疏水閥的排量是廣大用戶及設計單位非常關心的問題。因為他們要滿足換熱設備及時排出排凈凝結水，就必須按疏水閥的排量來選擇和計算疏水閥的口徑和數(shù)量。但廣大用戶及設計單位談到國內(nèi)不同廠家生產(chǎn)的同一類型、同一口徑的疏水閥，其樣本或說明書中所提供的排量卻相差甚遠，以致造成廣大用戶及設計單位的疑慮，舉棋不定，難以定局，致使在疏水閥選用上，帶來極大的困難及混亂。

這里我們首先要了解有關排量的術語。冷凝結水排量：在給定壓差和20℃條件下蒸汽疏水閥一小時內(nèi)能排出凝結水的最大重量。熱凝結水排量：在給定壓差和溫度下蒸汽疏水閥一小時內(nèi)能排出凝結水的最大重量。不特別說明時均指熱凝結水排量。

下面我特別要說明的是關于疏水閥的排量與蒸汽使用設備容量（即凝結水產(chǎn)生量，也就是蒸汽消費量）的關系。我們知道，疏水閥制造廠在其產(chǎn)品樣本上所標示的某型號蒸汽疏水閥的排量曲線，是指該疏水閥在某壓差下（入口壓力與出口壓力之差）連續(xù)排放飽和溫度凝結水時的排放量，即熱凝結水排量。因此，如果我們采用“蒸汽使用設備的容量等于蒸汽疏水閥的排量”這一等式來選擇蒸汽疏水閥肯定是錯誤的。原因是：

第一，實際上幾乎所有的疏水閥在工作時都是間斷排放的，連續(xù)排放的情況很少。第二，蒸汽使用設備所表明的容量是指常規(guī)運轉狀態(tài)下每小時的平均排水量，而在實際運轉中，設備啟動時凝結水的產(chǎn)生量明顯增加，所以實際情況和理論知識有很大的差別。

所以正確的做法是：在確定疏水閥容量時，必須按“蒸汽使用設備的容量×安全率≤蒸汽疏水閥的容量”來進行選擇。

關于安全率的選擇：所謂“安全率”即是在確定蒸汽疏水閥容量時，蒸汽使用設備實際的凝結水產(chǎn)生量與所標出容量有誤差時也能確保蒸汽疏水閥正常工作而估計的安全系數(shù)。蒸汽疏水閥的安全率隨疏水閥及蒸汽使用裝置的種類不同而異，如果不考慮蒸汽使用設備的種類和特性，安全率的最低值：間斷（啟閉）動作的蒸汽疏水閥的安全率一般可定為2～3，連續(xù)（按比例）動作的疏水閥的安全率可定為1.5。

所以在選定疏水閥時，應根據(jù)使用條件和用途，概略了解各種疏水閥的特征，能大體上決定選用的型式。然后，按照樣本的介紹，確認壓力條件及疏水閥排量，疏水閥的尺寸和連接形式。

這里我還要重點說明的是如何查看產(chǎn)品說明書或樣本上的排量圖。目前，在國內(nèi)外各個疏水閥廠家的產(chǎn)品樣本及說明書上，將疏水閥的排量以曲線的形式給出，一般橫坐標為壓差（疏水閥前壓力與疏水閥后壓力差），單位是MPa或kgf/cm2；縱坐標是排量，單位是KG/h或t/h。根據(jù)工況條件壓差在排量圖上確定疏水閥工作壓差，按其壓差沿縱坐標向上與排量曲線的交點，對應縱坐標的值，就是該產(chǎn)品在此壓差下的排量。

二、蒸汽疏水閥的背壓

現(xiàn)將有關壓力、背壓的術語說明如下：

蒸汽疏水閥最高允許壓力（PMA）：是在給定溫度下蒸汽疏水閥殼體能夠持久承受的最高壓力。

工作壓力：在工作條件下蒸汽疏水閥進口端的壓力。

最高工作壓力：在正常動作條件下，蒸汽疏水閥進口端的最高壓力，它由制造廠給定。

最低工作壓力：在正常動作條件下，蒸汽疏水閥進口端的最低壓力。

工作壓差：工作壓力與工作背壓的差值。機械型疏水閥和熱靜力型疏水閥需要0.1kgf/cm2以上的壓差，而熱動力型疏水閥則需要0.3kgf/cm2以上的壓差。

最大壓差：工作壓力與工作背壓的最大差值。

最小壓差：工作壓力與工作背壓的最小差值。

動作壓差：蒸汽疏水閥正常動作時需要動作壓力差（一般稱壓差）。所謂動作壓差是指蒸汽疏水閥進口蒸汽壓力與出口蒸汽壓力之差。

工作背壓：在工作條件下，蒸汽疏水閥出口端的壓力。

最高工作背壓：在最高工作壓力下，能正確動作時蒸汽疏水閥出口端的最高壓力。

最高背壓率：最高工作背壓與最高工作壓力的百分比。

背壓率：工作背壓與工作壓力的百分比。

蒸汽疏水閥的出口是通向大氣還是與凝結水回收管相連，這對選型來說是一個重要的因素。這是因為各種型式的蒸汽疏水閥都有最低背壓率要求。蒸汽疏水閥技術條件規(guī)定：機械型蒸汽疏水閥大約是90%；熱靜力型蒸汽疏水閥大約是30%；熱動力型蒸汽疏水閥大約是50%。但在實際中，熱動力型蒸汽疏水閥的背壓是進口壓力的75%時是可以動作的，當超過75%時就不動作了?？梢姛釀恿π驼羝杷y的最高背壓率為75%。但在實際應用中則把使用范圍限制在50%。因此，用于凝結水回收需要高背壓時，機械型蒸汽疏水閥最恰當。

疏水閥技術條件中規(guī)定疏水閥排水量的測定是在出口接通大氣的情況下。.也就是在疏水閥出口端壓力為零，亦即背壓為零時來測定疏水閥的排水量。但廣大用戶及設計單位見到的說明書，其排量是以壓差標注的，這就會給人以誤解。因為盡管壓差相同，但其疏水閥之進出口壓力，可變化為許多種，背壓率卻大不相同。例如設定壓差為1kgf/cm2時，當進口壓力為2kgf/cm2，出口壓力為1kgf/cm2時，則其壓差即為1kgf/cm2，背壓率為50%。但進口壓力為4kgf/cm2，而出口壓力為3kgf/cm2時，其壓差亦為1kgf/cm2，背壓率則變?yōu)?5%。僅就上面兩例來看，雖然其壓差相同，但疏水閥的工作狀況，排量大小已有很大改變。當使用熱動力式疏水閥時，在前者的1kgf/cm2壓差下，就可以正常工作和排水，而在后者1kgf/cm2壓差下，非但不能正常工作，而且也很難排出凝結水了。亦即當進出口壓力不同，盡管壓差相同時，疏水閥的排量卻不盡相同，有時相差甚遠。因此要確切的說明疏水閥的排量，只能在一個特定的條件下來測定，那就是疏水閥出口端壓力為零的情況下來測定。因為這時所標注的壓差就只有一個了。

結束語：

綜上所述本人認為，所謂蒸汽疏水閥的排量，亦即是疏水閥出口端壓力為零時所測出的排量。只有在這時，同類型、同口徑的疏水閥的排水量，才有可比的條件，才是蒸汽疏水閥真實可比的排水量，故說明書中提供的排水量數(shù)據(jù)，應是這種條件下測出來的排水量，這樣才能便于廣大用戶及設計單位來選擇及應用。