機械型疏水器

機械型疏水器是依靠蒸汽和凝結水的密度差，利用凝結水的液位進行工作的疏水器，主要有浮筒式、倒吊桶式等；熱力型疏水器是利用蒸汽和凝結水的熱動力學特性來工作的，主要有脈沖式、熱動力式、孔板式等；機械型和熱力型疏水器均屬高壓疏水器。恒溫型疏水器是利用蒸汽和凝結水的溫度差引起恒溫元件變形而工作的，具有工作性能好、使用壽命長的特點，適用于低壓蒸汽供暖及供熱系統(tǒng)。

在對疏水閥選型過程中必須要遵循以下幾個條件，因為設備在開車和正常運行凝結水發(fā)生量差異比較大，所以選用疏水閥時，必須按設備每小時的耗汽量乘以選用倍率2-3倍為最大凝結水量，來選擇疏水閥的排水量。才能保證疏水閥在開車時能盡快排出凝結水，迅速提高加熱設備的溫度。疏水閥排放能量不夠，會造成凝結水不能及時排出，降低加熱設備的熱效率。(當蒸汽加熱設備剛開始送汽時，設備是冷的，內部充滿空氣，需要疏水閥把空氣迅速排出，再排大量低溫凝結水，使設備逐漸熱起來，然后設備進入正常工作狀態(tài)。由于開車時，大量空氣和低溫凝結水，較低的入口壓力，使疏水閥超負荷運行，此時疏水閥要求比正常工作時的排水量大，所以按選用倍率2-3倍來選擇疏水閥。)

疏水器根據(jù)作用原理不同，可分為三種類型 ：

1.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啟或關閉，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，加熱設備里不存水，能使加熱設備達到最佳換熱效率。最大背壓率為80%，工作質量高，是生產(chǎn)工藝加熱設備最理想的疏水閥。

機械型疏水閥有自由浮球式、自由半浮球式、杠桿浮球式、倒吊桶式等。

（1）自由浮球式疏水閥：

結構簡單，內部只有一個活動部件精細研磨的不銹鋼空心浮球，既是浮子又是啟閉件，無易損零件，使用壽命很長，疏水閥內部帶有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。設備剛啟動工作時，管道內的空氣經(jīng)過Y系列自動排空氣裝置排出，低溫凝結水進入疏水閥內，凝結水的液位上升，浮球上升，閥門開啟，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，浮球隨凝結水液位升降，阻汽排水。自由浮球式疏水閥的閥座總處于液位以下，形成水封，無蒸汽泄漏，節(jié)能效果好。最小工作壓力0.01Mpa，從0.01Mpa至最高使用壓力范圍之內不受溫度和工作壓力波動的影響，連續(xù)排水。能排飽和溫度凝結水，最小過冷度為0℃，加熱設備里不存水，能使加熱設備達到最佳換熱效率。背壓率大于85%，是生產(chǎn)工藝加熱設備最理想的疏水閥之一。

（2）自由半浮球式疏水閥：

自由半浮球式疏水閥只有一個半浮球式的球桶為活動部件，開口朝下，球桶即是啟閉件，又是密封件。整個球面都可為密封，使用壽命很長，能抗水錘，沒有易損件，無故障，經(jīng)久耐用，無蒸汽泄漏。背壓率大于80%，能排飽和溫度凝結水，最小過冷度為0℃，加熱設備里不存水，能使加熱設備達到最佳換熱效率。

當裝置剛啟動時，管道內的空氣和低溫凝結水經(jīng)過發(fā)射管進入疏水閥內，閥內的雙金屬片排空元件把球桶彈開，閥門開啟，空氣和低溫凝結水迅速排出。當蒸汽進入球桶內，球桶產(chǎn)生向上浮力，同時閥內的溫度升高，雙金屬片排空元件收縮，球捅漂向閥口，閥門關閉。當球桶內的蒸汽變成凝結水，球桶失去浮力往下沉，閥門開啟，凝結水迅速排出。當蒸汽再進入球桶之內，閥門再關閉，間斷和連續(xù)工作。

（3）桿浮球式疏水閥：

杠桿浮球式疏水閥基本特點與自由浮球式相同，內部結構是浮球連接杠桿帶動閥心，隨凝結水的液位升降進行開關閥門。杠桿浮球式疏水閥利用雙閥座增加凝結水排量，可達到體積小排量大，最大疏水量達100噸/小時，是大型加熱設備最理想的疏水閥。

（4）倒吊桶式疏水閥：

倒吊桶式疏水閥內部是一個倒吊桶為液位敏感件，吊桶開口向下，倒吊桶連接杠桿帶動閥心開閉閥門。倒吊桶式疏水閥能排空氣，不怕水擊，抗污性能好。過冷度小，漏汽率小于3%，最大背壓率為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閥門，工作壓差小于0.1MPA時，不適合選用。當裝置剛啟動時，管道內的空氣和低溫凝結水進入疏水閥內，倒吊桶靠自身重量下墜，倒吊桶連接杠桿帶動閥心開啟閥門，空氣和低溫凝結水迅速排出。當蒸汽進入倒吊桶內，倒吊桶的蒸汽產(chǎn)生向上浮力，倒吊桶上升連接杠桿帶動閥心關閉閥門。倒吊桶上開有一小孔，當一部份蒸汽從小孔排出，另一部份蒸汽產(chǎn)生凝結水，倒吊桶失去浮力，靠自身重量向下沉，倒吊桶連接杠桿帶動閥心開啟閥門，循環(huán)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，由兩根不銹鋼管連通上下閥腔，它是由浮球式和倒吊桶式疏水閥的組合，該閥結構先進合理，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泄漏，工作質量高。最高允許溫度為600℃，閥體為全不銹鋼，閥座為硬質合金鋼，使用壽命長，是過熱蒸汽專用疏水閥，取得兩項國家專利，填補了國內空白。

當凝結水進入下閥腔，副閥的浮球隨液位上升，浮球封閉進汽管孔。凝結水經(jīng)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，浮球隨液位下降，副閥打開。蒸汽從進汽管進入上主閥腔內的倒吊桶里，倒吊桶產(chǎn)生向上的浮力，倒吊桶帶動閥心關閉主閥門。當副閥腔的凝結水液位再升高時，下一個循環(huán)周期又開始，間斷排水。

2.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啟閉閥門。熱靜力型疏水閥的過冷度比較大，一般過冷度為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，無蒸汽泄漏，節(jié)能效果顯著。是在蒸汽管道，伴熱管線、小型加熱設備，采暖設備，溫度要求不高的小型加熱設備上，最理想的疏水閥。

熱靜力型疏水閥有膜盒式、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，內充一種氣化溫度比水的飽和溫度低的液體,有開閥溫度低于飽和溫度15℃和30℃兩種供選擇。膜盒式疏水閥的反應特別靈敏，不怕凍，體積小，耐過熱，任意位置都可安裝。背壓率大于80%，能排不凝結氣體，膜盒堅固，使用壽命長，維修方便，使用范圍很廣。

裝置剛起動時，管道出現(xiàn)低溫冷凝水，膜盒內的液體處于冷凝狀態(tài)，閥門處于開啟位置。當冷凝水溫度漸漸升高，膜合內充液開始蒸發(fā)，膜合內壓力上升，膜片帶動閥心向關閉方向移動，在冷凝水達到飽和溫度之前，疏水閥開始關閉。膜盒隨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銹鋼波紋管內充一種汽化溫度低于水飽和溫度的液體。隨蒸汽溫度變化控制閥門開關，該閥設有調整螺栓，可根據(jù)需要調節(jié)使用溫度，一般過冷度調整范圍低于飽和溫度15℃-40℃。背壓率大于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。

當裝置啟動時，管道出現(xiàn)冷卻凝結水，波紋管內液體處于冷凝狀態(tài)，閥心在彈簧的彈力下，處于開啟位置。當冷凝水溫度漸漸升高，波紋管內充液開始蒸發(fā)膨脹，內壓增高，變形伸長，帶動閥心向關閉方向移動，在冷凝水達到飽和溫度之前，疏水閥開始關閉,隨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，隨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(jù)需要調節(jié)使用溫度，一般過冷度調整范圍低于飽和溫度15℃-30℃，背壓率大于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(jīng)常調整。

當裝置剛起動時，管道出現(xiàn)低溫冷凝水，雙金屬片是平展的，閥心在彈簧的彈力下，閥門處于開啟位置。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，并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。雙金屬片隨蒸汽溫度變化控制閥門開關，阻汽排水。

3.熱動力型疏水閥

這類疏水閥根據(jù)相變原理，靠蒸汽和凝結水通過時的流速和體積變化的不同熱力學原理，使閥片上下產(chǎn)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于蒸汽，所以蒸汽浪費比較大。結構簡單、耐水擊、最大背為50%，有噪音，閥片工作頻繁，使用壽命短。

熱動力型疏水閥有熱動力式（圓盤式）、脈沖式、孔板式.

（1）熱動力式疏水閥：

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

當裝置啟動時，管道出現(xiàn)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，蒸汽隨后排放，因蒸汽比凝結水的體積和流速大，使閥片上下產(chǎn)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于上面的受力面積，因疏水閥汽室里面的壓力來源于蒸汽壓力，所以閥片上面受力大于下面，閥片緊緊關閉。當疏水閥汽室里面的蒸汽降溫成凝結水，汽室里面的壓力消失。凝結水靠工作壓力推開閥片，凝結水又繼續(xù)排放,循環(huán)工作，間斷排水。

（2）圓盤式蒸汽保溫型疏水閥：

圓盤式蒸汽保溫型疏水閥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外殼。外殼內室和蒸汽管道相通，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。當管線產(chǎn)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產(chǎn)生，疏水閥不會開啟，工作質量高。閥體為合金鋼，閥心為硬質合金，該閥最高允許溫度為550℃，經(jīng)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板根據(jù)蒸汽壓降變化調節(jié)閥門開關，即使閥門完全關閉入口和出口也是通過第一、第二個小孔相通，始終處于不完全關閉狀態(tài)，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，能排出空氣和飽和溫度水，接近連續(xù)排水，最大背壓25%，因此使用者很少。

（4）孔板式疏水閥：

孔板式疏水閥是根據(jù)不同的排水量，選擇不同孔徑的孔板控制排水量的目的。結構簡單，選擇不合適會出現(xiàn)排水不及或大量跑汽，不適用于間歇生產(chǎn)的用汽設備或冷凝水量波動大的用汽設備.

溫調式疏水器屬熱靜力型疏水器，疏水器的動作部件是一個波紋管的溫度敏感元件。波紋管內部部分充以易蒸發(fā)的液體。當具有飽和溫度的凝水到來時，由于凝水溫度較高，使液體的飽和壓力增高，波紋管軸向伸長，帶動閥芯，關閉凝水通路，防止蒸汽逸漏。當疏水器中的凝水由于向四周散熱而溫度下降時，液體的飽和壓力下降，波紋管收縮，打開閥孔，排放凝水。疏水器尾部帶有調節(jié)螺釘9，向前調節(jié)可減小疏水器的閥孔間隙，從而提高凝水過冷度。此種疏水器的排放凝水溫度為60～100℃。為使疏水器前凝水溫度降低，疏水器前1～2m管道不保溫。溫調式疏水器如圖1《 溫調式疏水器》所示(1-大管接頭；2-過濾網(wǎng)；3-網(wǎng)座；4-彈簧；5-溫度敏感原件；6-三通；7-墊片；8-后蓋；9-調節(jié)螺釘；10-縮緊螺母)。

選擇疏水器時，不能單純從最大排放量選擇，應特別注意：絕不允許只根據(jù)管徑大小來套用疏水器。而必須根據(jù)疏水器選擇原則并結合凝結水系統(tǒng)的具體情況來選用。一般情況下，應按以下三個方面選用。

1.首先根據(jù)加熱設備和對排出凝結水的要求，選擇確定疏水器的型式。

對于要有最快的加熱速度，加熱溫度控制要求嚴的加熱設備，需保持在加熱設備中不能積存凝結水，只要有水就得排，則選擇能排飽和水的機械型疏水器為最好。因為它是有水就排的疏水器，能及時消除設備中因積水造成的不良后果，迅速提高和保證設備所要求的加熱效率。

對于有較大的受熱面，對加熱速度、加熱溫度控制要求不嚴的加熱設備，可以允許積水，如：蒸汽采暖疏水、工藝伴熱管線疏水等。則應選用熱靜力型疏水器為最好。

對于中低壓蒸汽輸送管道，管道中產(chǎn)生的凝結水必須迅速完全排除，否則易造成水擊事故。蒸汽中含水率提高，使蒸汽的溫度降低，滿足不了用汽設備工藝要求。因此，中低壓蒸汽輸送管道選用機械型疏水器為最好。

2.其次根據(jù)用汽設備的最高工作壓力、最高工作溫度，確定疏水器的公稱壓力、閥體材質；確定疏水器的連接方式、安裝方式等。

疏水器的公稱壓力一般分為：0.6Mpa、1.0Mpa、2.0Mpa、2.5Mpa、4.0Mpa、5.0Mpa。在選用時，疏水器的公稱壓力不能低于蒸汽使用設備的最高工作壓力。同時，根據(jù)疏水器公稱壓力、最高工作溫度、安裝環(huán)境等選定閥體的材料。公稱壓力≤1.0Mpa，選用鑄鐵或碳素鑄鋼；公稱壓力﹥1.0Mpa，選用碳素鑄鋼或合金鑄鋼。

疏水器的最高工作溫度根據(jù)蒸汽使用設備所使用的蒸汽來確定，選擇時應不低于使用蒸汽的溫度。

疏水器有臥式和立式兩種安裝方式，它是由管線與疏水器的連接位置來確定。疏水器的連接方式有螺紋、法蘭、焊接、對夾等，必須根據(jù)疏水器的最高工作壓力、最高工作溫度及蒸汽使用設備相應連接部分要求來確定。

3.最后根據(jù)排水量的大小，選擇確定疏水器的性能參數(shù)。

除疏水器的壓力、溫度等參數(shù)應與所使用的設備條件相匹配外，疏水器各種壓差下的排水量，則是選擇疏水器的一個重要因素。如果所選用安裝的疏水器排水量太小，就不能及時排除已到達該疏水器的全部凝結水，使凝結水受阻倒流，最終將造成堵塞，使設備加熱效率顯著降低。相反，選用排量太大的疏水器將導致閥門關閉件過早的磨損和失效。隨著閥體增大，其制造成本也將增大，不經(jīng)濟。因此，對設備或管道內產(chǎn)生的凝結水量，必須正確的測定或根據(jù)計算式求出，為正確選用疏水器提供條件。