一、 化工裝置蒸汽疏水器選型探討前言

自從產(chǎn)業(yè)革命以來(lái)，蒸汽已被廣泛地應(yīng)用在各工業(yè)部門，特別在石化、化工、紡織、輕工、電力等行業(yè)，都大量地使用蒸汽。及時(shí)排除蒸汽系統(tǒng)中的凝結(jié)水、減少蒸汽的泄漏；提高蒸汽使用設(shè)備的熱效率等問(wèn)題。得到了各部門的普遍重視，蒸汽疏水器就是解決這些問(wèn)題的主要裝置。疏水器也稱疏水閥，也稱自動(dòng)排液器，它是用在蒸汽加熱設(shè)備或蒸汽輸送管網(wǎng)上，起自動(dòng)阻汽排水作用的裝置。疏水器的正確選擇、安裝使用直接影響到蒸汽系統(tǒng)的安全運(yùn)行和節(jié)能工作的好壞。 各種類型的蒸汽用熱設(shè)備和蒸汽管網(wǎng)，對(duì)它們所需的蒸汽疏水系統(tǒng)——疏水器的要求也就不同。任何一種型式和種類的疏水器都不是的，因此為了選擇和安裝使用合適的疏水器，以滿足用汽設(shè)備和蒸汽管網(wǎng)對(duì)疏水器的要求，首先必須了解疏水器的分類與工作原理。 以蒸汽疏水閥對(duì)蒸汽管網(wǎng)性能的影響為出發(fā)點(diǎn),綜合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)蒸汽疏水閥選型及安裝要求,對(duì)化工裝置蒸汽疏水閥的設(shè)計(jì)進(jìn)行探討 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了石油化工裝置蒸汽疏水方式、疏水閥的選用及配管設(shè)計(jì)。
        本標(biāo)準(zhǔn)適用于石油化工裝置內(nèi)蒸汽加熱設(shè)備（管道）的疏水設(shè)計(jì)和疏水閥的選用與配管設(shè)計(jì)。
        本標(biāo)準(zhǔn)不適用于凝結(jié)水回收和排放。
     
二、 化工裝置蒸汽疏水器選型探討的分類與工作原理
疏水器按工作原理一般可分為三種類型：機(jī)械型、熱靜力型、熱動(dòng)力型。疏水器型式有自由浮球式、倒吊桶式、雙金屬式、膜盒式、孔板式等。 蒸汽疏水閥管路系統(tǒng)的了解和節(jié)約能源，建議在疏水閥前后安裝切斷閥（即截止閥）和旁通閥（即截止閥），而截止閥作為切斷閥和旁通閥是非常合適的。
  蒸汽疏水
        4.1 蒸汽加熱設(shè)備或管道的疏水—般有以下兩種方式：經(jīng)常疏水和啟動(dòng)疏水。
        4.2 蒸汽加熱設(shè)備或管道的下列各處應(yīng)設(shè)經(jīng)常疏水:
        a) 蒸汽加熱設(shè)備(如油罐加熱器、換熱器等)凝結(jié)水出口管道；
        b) 蒸汽分水器，擴(kuò)容器下部;
        c) 飽和蒸汽管道的末端或低點(diǎn)，立管下端以及蒸汽管網(wǎng)每隔200-300m處；
        d) 蒸汽分配管下部；
        e) 蒸汽管道減壓閥和(或)調(diào)節(jié)閥前；
        f) 蒸汽伴熱管末端。
        4.3  蒸汽加熱設(shè)備或管道的下列各處應(yīng)設(shè)啟動(dòng)疏水：
        a) 蒸汽設(shè)備或管道啟動(dòng)時(shí)有可能積水而又需要及時(shí)疏水的低點(diǎn)；
        注：蒸汽設(shè)備指用蒸汽加熱的設(shè)備及以蒸汽為動(dòng)力的設(shè)備等。
        b) 分段暖管的管道末端(如蒸汽支管與主管相接的切斷閥前)；
        c) 水平管段每隔100—150m處；
d) 水平管道流量孔板前，但在允許小直管長(zhǎng)度內(nèi)，不得裝設(shè)疏水點(diǎn)；
        e) 過(guò)熱蒸汽不經(jīng)常流通的管道切斷閥前、入塔汽提蒸汽管道切斷閥前。
        4.4  凡屬4.2條c款規(guī)定的必須經(jīng)常疏水處，均應(yīng)在其管道下部設(shè)凝液包，其尺寸和要求按圖1至圖4執(zhí)行。旁通閥是指安裝在旁通管道上的閥門，用以充水平衡進(jìn)水閥前后的水壓。

化工裝置蒸汽疏水器選型探討安裝旁通閥，有利于：
(1)用汽設(shè)備在開(kāi)始加熱時(shí)，設(shè)備內(nèi)積存有大量的冷凝水和空氣，可以開(kāi)啟旁通閥迅速排出，到一定程度之后再打開(kāi)疏水閥前的切斷閥，關(guān)上旁通管，讓疏水閥進(jìn)入正常工作，提高了用汽設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率,并防止因“空氣氣堵”而導(dǎo)致的故障。
(2)當(dāng)疏水閥出現(xiàn)故障不能正常排水而影響生產(chǎn)時(shí)，可以通過(guò)旁通閥來(lái)作彌補(bǔ)，甚至?xí)簳r(shí)用旁通閥代替疏水閥工作，通過(guò)關(guān)上前后的切斷閥（即截止閥）檢修疏水閥，同時(shí)打開(kāi)旁通管道使設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行，并應(yīng)急疏水。
(3)有了旁通閥，蒸汽疏水閥可以不考慮備用系數(shù)。選擇配備小容量的蒸汽疏水閥，減少成本投資;
(4)便于檢修。

三、化工裝置蒸汽疏水器選型探討 疏水器的正確選擇

選擇疏水器時(shí)，不能單純從大排放量選擇，應(yīng)特別注意：“絕不允許只根據(jù)管徑大小來(lái)套用疏水器”。而必須根據(jù)疏水器選擇原則并結(jié)合凝結(jié)水系統(tǒng)的具體情況來(lái)選用。一般情況下，應(yīng)按以下三個(gè)方面選用。
3.1、首先根據(jù)加熱設(shè)備和對(duì)排出凝結(jié)水的要求，選擇確定疏水器的型式。 對(duì)于要有快的加熱速度，加熱溫度控制要求嚴(yán)的加熱設(shè)備，需保持在加熱設(shè)備中不能積存凝結(jié)水，只要有水就得排，則選擇能排飽和水的機(jī)械型疏水器為。因?yàn)樗怯兴团诺氖杷?，能及時(shí)消除設(shè)備中因積水造成的不良后果，迅速提高和保證設(shè)備所要求的加熱效率。 對(duì)于有較大的受熱面，對(duì)加熱速度、加熱溫度控制要求不嚴(yán)的加熱設(shè)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(yīng)選用熱靜力型疏水器為。 對(duì)于中低壓蒸汽輸送管道，管道中產(chǎn)生的凝結(jié)水必須迅速*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(shè)備工藝要求。因此，中低壓蒸汽輸送管道選用機(jī)械型疏水器為。
總之，必須根據(jù)加熱設(shè)備和用途，對(duì)疏水器型式進(jìn)行合理選擇。
 3.2、其次根據(jù)用汽設(shè)備的工作壓力、工作溫度，確定疏水器的公稱壓力、閥體材質(zhì)；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、0.6Mpa、2.5Mpa、4.0Mpa、5.0Mpa。在選用時(shí)，疏水器的公稱壓力不能低于蒸汽使用設(shè)備的工作壓力。同時(shí)，根據(jù)疏水器公稱壓力、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。 疏水器的工作溫度根據(jù)蒸汽使用設(shè)備所使用的蒸汽來(lái)確定，
 3.3、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(yīng)與所使用的設(shè)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(gè)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(shí)排除已到達(dá)該疏水器的全部凝結(jié)水，使凝結(jié)水受阻倒流，終將造成堵塞，使設(shè)備加熱效率顯著降低。相反，選用排量太大的疏水器將導(dǎo)致閥門關(guān)閉件過(guò)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(jì)。因此，對(duì)設(shè)備或管道內(nèi)產(chǎn)生的凝結(jié)水量，必須正確的測(cè)定或根據(jù)計(jì)算式求出，為正確選用疏水器提供條件。 所以，在確定疏水器的排水量時(shí)，應(yīng)根據(jù)各種用汽設(shè)備的特點(diǎn)、疏水器的排放形式來(lái)確定“安全系數(shù)K”。

化工裝置蒸汽疏水器選型探討疏水閥的安裝
        6.1  疏水閥宜布置在距加熱設(shè)備凝結(jié)水排出口下游300-600mm處，對(duì)于恒溫型疏水閥，則應(yīng)留有1-2m的不保溫管段，可按圖5布置。
        6.2  疏水閥一般應(yīng)安裝在水平管段上，閥蓋朝上。熱動(dòng)力式、雙金屬式疏水閥也可安裝在垂直管段上。
        6.3  疏水閥的安裝位置，應(yīng)方便操作、維護(hù)和檢修．應(yīng)布置在地面或操作平臺(tái)上，在有條件的地方，宜將疏水閥成組安裝。如蒸汽伴熱管道的疏水閥，可按圖6-圖7布置。
        6.4  疏水閥入口管的設(shè)計(jì)
        6.4.1 疏水閥入口管徑應(yīng)按凝結(jié)水量計(jì)算，但不得小于疏水閥接口直徑。凝結(jié)水出口至疏水閥的入口管段應(yīng)盡可能的短，且使凝結(jié)水自流進(jìn)入疏水閥，并符合6.1條要求。
        6.4.2 每個(gè)疏水閥入口管的低點(diǎn)，應(yīng)裝設(shè)排液管，并聯(lián)的疏水閥可使用一根排液管，排液管上的閥門應(yīng)選用閘閥。
        6.4.3 疏水閥前應(yīng)設(shè)切斷閥。
        6.4.4 疏水閥與前切斷閥間宜設(shè)置Y型過(guò)濾器(疏水閥本體帶過(guò)濾器者除外)。過(guò)濾器的通道面積應(yīng)為凝結(jié)水管截面積的兩倍。
        6.5  疏水閥出口管的設(shè)計(jì)
        6.5.1
疏水閥出口管徑應(yīng)按汽液混相計(jì)算，且不得小于疏水閥接口直徑。
        6.5.2 疏水閥后凝結(jié)水出口與回收系統(tǒng)間，必須安裝切斷閥，應(yīng)選用閘閥，當(dāng)凝結(jié)水不回收或單獨(dú)排至無(wú)背壓設(shè)備時(shí)可不設(shè)切斷閥。
        6.5.3 凝結(jié)水回收時(shí)，疏水閥與切斷閥之間，應(yīng)設(shè)置DN20檢查閥；當(dāng)凝結(jié)水不回收直接排入地溝或下水道時(shí)，可以不設(shè)檢查閥。檢查閥應(yīng)為閘閥。
        6.5.4 疏水閥后應(yīng)設(shè)止回閥，唯熱動(dòng)力式疏水閥本體能起止回作用可不設(shè)止回閥。凝結(jié)水不回收或單獨(dú)排至常壓設(shè)備時(shí)可不設(shè)止回閥。
        6.5.5 疏水閥出口管插入水箱水面以下時(shí)，應(yīng)在彎頭下方開(kāi)Ф8mm小孔，詳見(jiàn)圖8。
        6.6  旁通管的設(shè)置
        6.6.1 連續(xù)生產(chǎn)不能中斷排除凝結(jié)水以及特殊重要的(或蒸汽量很多的)加熱設(shè)備或溫度有嚴(yán) 格要求者、可設(shè)置旁通管。旁通管應(yīng)安裝在疏水閥的上方或水平方向。
        6.6.2 一般加熱設(shè)備、蒸汽管道、伴熱管道不應(yīng)設(shè)置旁通管。
        6.7 典型的疏水閥管道布置
        6.7.1 凝結(jié)水回收的疏水閥管道布置
        a) 蒸汽加熱設(shè)備的疏水閥管道布置見(jiàn)圖9；
        b) 蒸汽管道的疏水閥管道布置見(jiàn)圖10。
        6.7.2 凝結(jié)水不回收的疏水閥管道布置見(jiàn)圖11。     
        6.7.3 并聯(lián)疏水閥的布置 
        a)  凝結(jié)水回收的疏水閥管道布置見(jiàn)圖12；
        b)  凝結(jié)水不回收的疏水閥管道布置見(jiàn)圖13

化工裝置蒸汽疏水器選型探討
一般應(yīng)按下式計(jì)算： 疏水器的每小時(shí)排水量＝設(shè)備或管道每小時(shí)產(chǎn)生的凝結(jié)水量×安全系數(shù)K 設(shè)備每小時(shí)產(chǎn)生的凝結(jié)水量即是設(shè)備每小時(shí)的蒸汽消耗量。安全系數(shù)K，不是理論上所規(guī)定，也不是能通過(guò)計(jì)算求得的，而是從經(jīng)驗(yàn)中得出的數(shù)據(jù)。安全系數(shù)K的確定，其影響因素主要有兩方面：一方面是疏水器的排水性能。由于目前疏水器對(duì)系統(tǒng)壓差、流量變化的適用能力有限，且生產(chǎn)廠商為用戶提供的疏水器容量都是以每小時(shí)的連續(xù)排放量表示的，而實(shí)際上大部分情況下疏水器都是間斷排放的。另一方面是蒸汽使用設(shè)備的種類。蒸汽使用設(shè)備不同，其運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中凝結(jié)水生成的負(fù)荷特性也不同。要考慮蒸汽使用設(shè)備在啟動(dòng)時(shí)凝結(jié)水大量生成和正常運(yùn)行時(shí)其凝結(jié)水排水量的變化情況；同時(shí)還應(yīng)考慮設(shè)備是連續(xù)運(yùn)行或是間斷運(yùn)行等不同情況。如果排水特性變化大，又是間斷運(yùn)行的設(shè)備，那么安全系數(shù)要選取偏大，反之則取偏小為好。