石化蒸汽系统疏水阀设计 石化蒸汽疏水阀设计 石化蒸汽系统疏水阀 化工疏水阀设计

之前介绍JIS日标不锈钢截止阀标准，现在介绍蒸汽系统是石化企业动力系统的重要组成部分。蒸汽系统是石化企业动力系统的重要组成部分——石化企业蒸汽系统复杂，由蒸汽产生，蒸汽输送管网，众多蒸汽用户（加热设备及蒸汽伴）等组成。拥有10MPa／3．8MPa／1．0MPa／0.6MPa等多个压力等级蒸汽管网。蒸汽会在保温管道表面凝结并释放出蒸发焓，从而可能产生蒸汽凝结水。蒸汽凝结水必须通过蒸汽疏水阀疏放到管网之外，以防止蒸汽管网水击事故的发生及保证其安全稳定运行。

石化蒸汽系统疏水阀设计石化蒸汽系统疏水阀设计设计要求

1、疏水阀类型及作用

蒸汽疏水阀的工作，就是要尽快地把积存在系统中的凝结水、空气和二氧化碳气体排到系统之外，同时防止蒸汽泄漏，还要求经济地工作。

2、选型设计参数

zui大允许压力P及温度T：蒸汽系统zui大工作压力MPa和温度℃。

凝结水负荷(蒸汽负荷)G：设计参数、运行数据或计算，kg/h。

安全系数A：安全系数A，一般取1.5~3倍。

工作压差ΔP：即蒸汽压力P1与疏水阀出口背压P2之差，MPa。

疏水阀排水量要求：zui小压差时排水量> G×A ，kg/h。

所选择的疏水阀应能满足：不仅能在zui大压差下正常工作，且能在zui小压差下排放一定量的凝结水。

1.在生产工艺的换热设备，烘干室，快速热交换器，蒸馏设备等需要快速升温，不允许存有凝结水的生产加热设备，应该选用机械型疏水阀。
机械型疏水阀不受工作温度和压力变化的影响，有水即排，过冷度小，加热设备里不存水，能使加热设备达到*工作温度。
 
2.在蒸汽管道，伴热管线、小型加热设备，采暖设备，温度要求不高的用汽设备，应该选用热静力型疏水阀。
热静力型疏水阀过冷度大，排凝结水温度低，可以充分利用高温凝结水的显热，节能效果好。其中膜盒式蒸汽疏水阀的结构进，无需人工调整，非常灵敏，zui大过冷度有15℃和30℃的两种膜盒供选型，不怕冻，体积小，任意位置都可安装，在管道上能检修和更换阀芯，节省资金和劳力，使用寿命长，适用范围很广，是热静力型疏水阀的精品。
 
3.在高温高压过热蒸汽管线和设备上，应该选用过热蒸汽疏水阀。
过热蒸汽疏水阀能在高温、高压、小负荷的恶劣工况下分离出过热蒸汽消失时产生的高温凝结水。其中圆盘式蒸汽保温型疏水阀利用管道蒸汽对疏水阀的主汽室进行保温，结构*，在没有凝结水的情况下，疏水阀紧紧关闭，工作质量高，使用寿命长，是高压过热蒸汽疏水阀。

蒸汽疏水阀选型推荐

1、高压高温过热蒸汽

蒸汽参数：10 MPa@550℃ 9(关键设计参数)。

凝结水负荷：0~100 kg/h(正常运行水量很小，考虑暖管)。

使用地点：热电厂汽机供汽主管，凝结水进疏水箱或闪蒸罐利用。

选型推荐：热静力式双金属型过热蒸汽疏水阀，排过冷水，事故状态开或关。

2、高压过热蒸汽

蒸汽参数：10 MPa@450℃ (关键设计参数)。

凝结水负荷：0~100 kg/h(正常运行水量很小，考虑暖管)。

使用地点：热电厂汽机供汽主管，凝结水进疏水箱或闪蒸罐利用。

选型推荐一：机械式倒置桶型过热蒸汽疏水阀，排饱和水，事故状态全开，保证汽机疏水安全。

选型推荐二：热静力式双金属型过热蒸汽疏水阀，排过冷水，事故状态开或关。

3、中压过热蒸汽

蒸汽参数：3.8 MPa@450℃ (关键设计参数)。

凝结水负荷：0~100 kg/h(正常运行水量很小，考虑暖管)。

使用地点：蒸汽管网主管，凝结水进余压回水管网。

选型推荐一：热静力式双金属型过热蒸汽疏水阀，排过冷水，事故状态开或关。

选型推荐二：机械式倒置桶型过热蒸汽疏水阀，排饱和水，事故状态全开。

注：机械式倒置桶型蒸汽疏水阀，由于过热蒸汽易蒸干倒置桶内水分，破坏水封造成漏汽，一般不推荐使用。

4、中压饱和蒸汽

蒸汽参数：3.8 MPa@~249 ℃饱和蒸汽。

凝结水负荷：10~50 kg/h(关键设计参数，运行负荷1.5~3倍安全系数)。

使用地点：蒸汽管网主管，凝结水进余压回水管网。

选型推荐一：机械式倒置桶型蒸汽疏水阀，运行稳定，使用寿命长。

注：热动力式圆盘型蒸汽疏水阀，虽然其耐压及耐温可以满足蒸汽参数要求，但由于其根据蒸汽和凝结水速度差原理工作，关闭时可能会漏汽，且面密封使用寿命短等原因，一般不推荐使用。

5、低压过热蒸汽

蒸汽参数：0.6~1.0 MPa @280℃过热蒸汽。

凝结水负荷：0~100 kg/h(非关键设计参数，考虑暖管负荷)。

使用地点：蒸汽管网主管，凝结水进加压回水管网。

选型推荐一：热静力式双金属型蒸汽疏水阀，排过冷水，背压率30%。

选型二：热动力式圆盘型蒸汽疏水阀，排水温度接近饱和水，背压率50%。其耐压及耐温可以满足中压蒸汽和低压蒸汽使用要求，但由于其速度差原理决定其关闭时可能会漏气，且面密封使用寿命短等原因，一般不推荐使用。

注：机械式倒置桶型蒸汽疏水阀，由于过热蒸汽易蒸干倒置桶内水分，破坏水封造成漏汽，一般不推荐使用。

6、低压饱和蒸汽

蒸汽参数：0.6~1.0 MPa @165~184℃饱和蒸汽。

凝结水负荷：10~50 kg/h(关键设计参数，运行负荷1.5~3倍安全系数)。

使用地点：蒸汽管网主管，凝结水进加压回水管网。

选型推荐一：机械式倒置桶型蒸汽疏水阀，排饱和水，背压率80%。

选型推荐二：热静力式双金属型蒸汽疏水阀，排过冷水，背压率30%，推荐用于不回水系统或小区域加压回水系统。

注：热动力式圆盘型蒸汽疏水阀，虽然其耐压及耐温可以满足蒸汽参数要求，但由于其根据蒸汽和凝结水速度差原理工作，关闭时可能会漏气，且面密封使用寿命短等原因，一般不推荐使用。
上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀机械型也称浮子型，是利用凝结水与蒸汽的密度差，通过凝结水液位变化，使浮子升降带动阀瓣开启或关闭，达到阻汽排水目的。机械性疏水阀的过冷度小，不受工作压力和温度变化的影响，有水即排，加热设备里不存水，能使加热设备达到*换热效率。zui大背压率为80%，工作质量高，是生产工艺加热设备的疏水阀。
机械型疏水阀有自由浮球式、自由半浮球式、杠杆浮球式、倒吊桶式等。
1.自由浮球式疏水阀：
自由浮球式疏水阀的结构简单，内部只有一个活动部件精细研磨的不锈钢空心浮球，既是浮子又是启闭件，无易损零件，使用寿命很长，YQ疏水阀内部带有Y系列自动排空气装置，非常灵敏，能自动排空气，工作质量高。
设备刚启动工作时，管道内的空气经过Y系列自动排空气装置排出，低温凝结水进入疏水阀内，凝结水的液位上升，浮球上升，阀门开启，凝结水迅速排出，蒸汽很快进入设备，设备迅速升温，Y系列自动排空气装置的感温液体膨胀，自动排空气装置关闭。疏水阀开始正常工作，浮球随凝结水液位升降，阻汽排水。自由浮球式疏水阀的阀座总处于液位以下，形成水封，无蒸汽泄漏，节能效果好。zui小工作压力0.01Mpa，从0.01Mpa至zui高使用压力范围之内不受温度和工作压力波动的影响，连续排水。能排饱和温度凝结水，zui小过冷度为0℃，加热设备里不存水，能使加热设备达到*换热效率。背压率大于85%，是生产工艺加热设备的疏水阀之一。
自由浮球式疏水阀适用于任何一种 不希望 积液的工况，尤其适用于造纸、印染行业的滚筒烘干机（带虹吸管结构），广泛安装于化工单位中的各种 中、低压 换热设备，压力范围为 0-4.0 MPa，排液量范围为 0-9 t/h。
2. 自由半浮球式疏水阀：
自由半浮球式疏水阀只有一个半浮球式的球桶为活动部件，开口朝下，球桶即是启闭件，又是密封件。整个球面都可为密封，使用寿命很长，能抗水锤，没有易损件，*，经久耐用，无蒸汽泄漏。背压率大于80%，能排饱和温度凝结水，zui小过冷度为0℃，加热设备里不存水，能使加热设备达到*换热效率。
当装置刚启动时，管道内的空气和低温凝结水经过发射管进入疏水阀内，阀内的双金属片排空元件把球桶弹开，阀门开启，空气和低温凝结水迅速排出。当蒸汽进入球桶内，球桶产生向上浮力，同时阀内的温度升高，双金属片排空元件收缩，球捅漂向阀口，阀门关闭。当球桶内的蒸汽变成凝结水，球桶失去浮力往下沉，阀门开启，凝结水迅速排出。当蒸汽再进入球桶之内，阀门再关闭，间断和连续工作。
3. 杆浮球式疏水阀：
杠杆浮球式疏水阀基本特点与自由浮球式相同，内部结构是浮球连接杠杆带动阀心，随凝结水的液位升降进行开关阀门。杠杆浮球式疏水阀利用双阀座增加凝结水排量，可达
 
到体积小排量大，zui大疏水量达100吨/小时，是大型加热设备的疏水阀
杠杆浮球式蒸汽疏水阀适用于任何一种 不希望 积液的工况，广泛安装于化工单位中的各种 高、中、低压 换热设备，压力范围为 0-6.3 MPa，排液量范围为 0-160 t/h，是大排液量工况的型式。
4.倒吊桶式疏水阀：
倒吊桶式疏水阀内部是一个倒吊桶为液位敏感件，吊桶开口向下，倒吊桶连接杠杆带动阀心开闭阀门。倒吊桶式疏水阀能排空气，不怕水击，抗污性能好。过冷度小，漏汽率小于3%，zui大背压率为75%，连接件比较多，灵敏度不如自由浮球式疏水阀。因倒吊桶式疏水阀是靠蒸汽向上浮力关闭阀门，工作压差小于0.1MPA时，不适合选用。
当装置刚启动时，管道内的空气和低温凝结水进入疏水阀内，倒吊桶靠自身重量下坠，倒吊桶连接杠杆带动阀心开启阀门，空气和低温凝结水迅速排出。当蒸汽进入倒吊桶内，倒吊桶的蒸汽产生向上浮力，倒吊桶上升连接杠杆带动阀心关闭阀门。倒吊桶上开有一小孔，当一部份蒸汽从小孔排出，另一部份蒸汽产生凝结水，倒吊桶失去浮力，靠自身重量向下沉，倒吊桶连接杠杆带动阀心开启阀门，循环工作，间断排水。
（一） 倒吊桶式蒸汽疏水阀适用于任何一种 不希望 积液的工况，广泛安装于化工单位中的各种 中、低压 换热设备及管网，压力范围为 0-4.0 MPa，排液量范围为 0-9 t/h，抗水锤能力强，是压力频繁波动工况的型式。
5.组合式过热蒸汽疏水阀：
组合式过热蒸汽疏水阀有两个隔离的阀腔，由两根不锈钢管连通上下阀腔，它是由浮球式和倒吊桶式疏水阀的组合，该阀结构*合理，在过热、高压、小负荷的工作状况下，能够及时地排放过热蒸汽消失时形成的凝结水，有效地阻止过热蒸汽泄漏，工作质量高。zui高允许温度为600℃，阀体为全不锈钢，阀座为硬质合金钢，使用寿命长，是过热蒸汽疏水阀，取得两项国家，*。
当凝结水进入下阀腔，副阀的浮球随液位上升，浮球封闭进汽管孔。凝结水经进水导管上升到主阀腔，倒吊桶靠自重下坠，带动阀心打开主阀门，排放凝结水。当副阀腔的凝结水液位下降时，浮球随液位下降，副阀打开。蒸汽从进汽管进入上主阀腔内的倒吊桶里，倒吊桶产生向上的浮力，倒吊桶带动阀心关闭主阀门。当副阀腔的凝结水液位再升高时，下一个循环周期又开始，间断排水。

结语

石化企业拥有众多压力等级的蒸汽输送管网，蒸汽管网疏水阀选型复杂多样，目前尚未有一种的蒸汽疏水阀满足所有工况需求，多款疏水阀应用各自都有各自的优点和缺点。蒸汽管网疏水阀选型时，应按照满足设计参数、长寿命、低价格及高性价比等方面综合考虑，应选择zui适宜现场使用的蒸汽疏水阀，以满足及时排水和阻止蒸汽泄漏的基本要求，并保证凝结水回收系统正常运行。与本文相关的产品有不锈钢波纹管密封安全阀