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进口蒸汽疏水阀-日本宫胁-MIYAWAKI
进口蒸汽疏水阀是一种用于将蒸汽系统内的冷凝水和空气排到系统外部的自力式阀门。宫胁蒸汽疏水阀能有效将冷凝水快速从管道、蒸汽设备和装置排出,起到确保设备稳定运行和有效利用蒸汽的作用。
可选类型
倒吊桶式
浮球式
调温式
膜盒式
热敏式
圆盘式
●最高使用压力PMO~20.0MPa
●最高使用温度TMO~℃
进口蒸汽疏水阀的功能及其工作原理:
2.1冷凝水及空气的排除
在蒸汽系统中会产生因蒸汽凝缩而生成的凝缩水及因融入在蒸汽中而存在的空气,此类物质的存在不仅会带来如下所述的问题而且会造成装置的腐化或是腐蚀等问题,因此必须迅速地从系统中进行排除。在此与蒸汽共同存在的二氧化碳等非凝缩气体在此均以空气代表进行表示。
1)热传导效率的降低现象
冷凝水与空气的存在会在换热器传热表面形成覆盖膜而致使换热效率降低。
如表2.1所示为空气,冷凝水,钢及铜的热传导率。表示值越大其热的传导性越好,反之值越小其导热性越差。由表中我们可以知道铜的热传导率是钢的8倍,因此换热器的换热板使用材质的不同会带来不同的换热效果。但是当空气及冷凝水存在的情况下,所导致的不良效果则不可同喻而比。相对钢的热传导率相比空气的传导率仅是其1/,冷凝水则是其1/。假设有0.1mm厚度的冷凝水膜形成于换热表面时也就相当于钢板的厚度增加了10.0mm(0.1mm×);如果是空气在换热表面形成0.1mm的空气膜时则相当于钢板的厚度增加了mm(0.1mm×2,)。同时假设该钢板的厚度为10.0mm,那么因冷凝水膜的存在而导致其换热效率会下降50%,因空气膜的形成则使其换热效率最高下
降95%。换而言之当换热板的材料为铜时,其因冷凝水和空气膜的形成相当于各增加厚度分别为80mm和mm这在现实中是不可想象的数值。因此因空气与冷凝水的存在导致大幅度换热效率的降低可以通过此例再次得到证实。
2)加热温度的下降的现象
空气的存在不仅致使传热效率下降同时也会使加热温度降低。此原因可以通过「道尔顿分压定律来理解。其内容是「两种以上不同的气体混合在一起时的其气体的压力等于所占一定体积的各气体的压力之和。
举例来说,在压力为0.4MPa的蒸汽中混有压力为0.1MPa的空气,则此时实际蒸汽的压力将降低为0.3MPa。本来需要0.4MPa的饱和温度℃来进行加热才能满足生产要求而结果却是以0.3MPa的℃饱和温度在进行加热。压力表所显示的压力为0.4MPa实际是蒸汽与空气的压力之和,在无法判明的情况下就会造成产品加工不良的结果。
3)水击(水锤)现象
冷凝水残存于系统内的情况下,再次开车(或启动)时会有可能出现具有破坏力的水击现象也称之为水锤现象的发生。水击现象的其中一种的形成是因高速流动的蒸汽带动滞留的冷凝水共同行进,终于冷凝水大量汇集形成活塞状在管道弯曲部或是闸阀等安装的地方出现撞击的现象。在发生撞击时发出撞击音并有可能损坏所安装的阀类及管道。
2.2蒸汽疏水阀的作用
蒸汽疏水阀是将发生于蒸汽系统中的冷凝水及空气迅速排出的自动装置。蒸汽疏水阀无论其类型如何都具有排出蒸汽系统内冷凝水及空气的功能。以下将其功能进行详细描述。
①通气初期(运转开始,暖机时)的冷凝水等的大量排出蒸汽使用系统中在通气初期必须要在短时间内将低温冷凝水及空气在低压力条件下迅速排出。在此状况下蒸汽疏水阀内部虽成完全开启状态,但是希望其排出孔越大越好。
②正常运转时的冷凝水排出
将此时发生的冷凝水迅速排出并在完全排出冷凝水后能够完全关闭,确保无原生蒸汽的泄漏。
③「气锁现象」的早期解除
「气锁现象」是指空气等非凝缩性气体存在于蒸汽疏水阀排出孔的周围使冷凝水无法抵达排出孔出现冷凝水滞留的现象。在「气锁现象」发生时需要迅速将此不良状况解消即需要及时将空气等非凝缩气体排出于蒸汽系统。
蒸汽疏水阀排出孔的大小通常以上记②的排出量为基准进行设计。但是上记①与③的情况下则需要排出孔的孔径越大越好。因此一般情况下在蒸汽疏水阀的周边配备旁通阀及排空阀。排空阀是自动将低温冷凝水及空气排出的阀门在低温情况下开阀并在高温时关闭,通常使用感温元件为双金属片或是将水或酒精类液体密封在中的胶囊装置。在浮球式蒸汽疏水阀中通常均会安装此类的排空阀。除以上蒸汽疏水阀所具有的机能之外,为能够避免蒸汽管道内存在的杂质对其造成影响,现在大多数的蒸汽疏水阀都备有内置过滤网来达到预防目的
2.3蒸汽疏水阀的分类
蒸汽疏水阀因其内部元件的工作原理共分为机械式蒸汽疏水阀,热静力式蒸汽疏水阀及热动力式蒸汽疏水阀。
1)机械式蒸汽疏水阀
机械式蒸汽疏水阀是利用蒸汽与冷凝水的比重差,通过浮子的浮力进行工作的蒸汽疏水阀,通常使用密封空心球体和开口式吊桶作为浮子来使用,前者称之为浮球式蒸汽疏水阀,后者称之为吊桶式蒸汽疏水阀。吊桶式蒸汽疏水阀有向上开口式及向下开口式两种,现在基本上都使用向下开口式也称之为倒吊桶式。
浮球式蒸汽疏水阀利用冷凝水的流入致使浮子上浮来进行开启,而吊桶式蒸汽疏水阀则利用冷凝水的流入致使浮子的下沉来进行开启。同时浮球式蒸汽疏水阀中有通过用杠杆与浮子连接控制开启元件的也有以浮球本身作为开启元件的(也称之为非杠杆式)两种类型。
2)热静力蒸汽疏水阀
热静力式蒸汽疏水阀是利用蒸汽与冷凝水的温度差,使感温元件进行膨胀或是收缩来控制开启的蒸汽疏水阀。感温元件通常使用将水或酒精性液体密封在中的胶囊或是双金属片,蜡元件等。冷凝水在发生时为饱和温度,在此之后伴随着放热,冷凝水的温度将开始下降。冷凝水的温度较饱和温度降低多少温度时来开启是各热静力式蒸汽疏水阀在设计时所决定的,感温元件所能应对的范围受限因此很难在非常接近饱和温度时进行开启。调温式蒸汽疏水阀可事先自由设定排出温度,并且可设定的温度范围较其他热静力式蒸汽疏水阀更大。
3)热动力式蒸汽疏水阀
热动力式蒸汽疏水阀是利用蒸汽与冷凝水的流速差所产生的流体力学特性与热力学特性来工作的蒸汽疏水阀。最具代表性的是圆盘式蒸汽疏水阀,在其内部有一枚圆盘式蝶片,碟片上方的空间称之为变压室,下方为流体压力受压部分。在冷凝水排出的过程中一部分的冷凝水及闪蒸蒸汽充满变压室内,因其所产生的压力作用于碟片顶部,此压力大于碟片下部所受的蒸汽压力保持关闭状态。伴随着变压室内的闪蒸蒸汽的散热压力逐渐降低,碟片下部所受压力胜于上部作用压力致使再次开启。这样的重复循环来确保圆盘式蒸汽疏水阀的开启与关闭。此类圆盘式蒸汽疏水阀内可动部位仅为1枚碟片,结构简单并且紧凑无安装方式受限并且价格低廉,是蒸汽疏水阀中最广泛被使用的类型。但是其开启与关闭时,容易受到外界风雨等气温影响并且工作时噪音大。而且在关闭工作的瞬间或多或少的会有部分原生蒸汽被排出,在节能特性及对周围环境的影响上存在负面评价。除圆盘式以外还有一种冲击式热动力式蒸汽疏水阀,其内部设有蒸汽流路利用冷凝水流动时的冲击力来进行关闭工作。
孔板式虽可以称之为蒸汽疏水阀,但是实际上仅是碟片上开有固定孔径的小孔和称之为闪蒸仓的流路而已,无法对应冷凝水发生量的变化,在根本上不具有「阻汽排凝」的蒸汽疏水阀基本结构。