电厂常见疏水器的原理及应用

电厂常见疏水器的原理及应用

原野

辽宁红沿河核电有限公司 辽宁大连 116001

摘要: 疏水器是无需外部人工干预的一种自力式阀门，根据原理和作用主要分为三类，热静力型疏水器、热动力型疏水器和机械型疏水器，一般安装在蒸汽管线或蒸汽设备上，目的在于自动排出凝结水和不可凝气体而不会泄漏蒸汽，消除蒸汽系统内的水锤或水击现象，进而保证蒸汽系统安全、高效率运行，是保证管道设备安全、提高能效的有效设备。 本文重点就疏水器的原理进行了介绍，对其分类进行了阐述，并根据疏水器的不同原理在应用方面的选择进行了简要分析，目的在于保证系统和设备的安全运行，进而保证电厂的安全稳定运行和安全生产。

关键词：疏水器；原理及分类；应用范围

一、疏水器简介

疏水器的用途

疏水器被称为疏水阀，也叫自动排水器或凝结水排放器，其分为蒸汽系统使用和气体系统使用。疏水器安装在蒸汽加热的管道终端，其作用是把蒸汽加热的管道中的冷凝水不断排放到管道外。疏水器内部的浮球自动检测凝结水并执行阀门的启闭，疏水器安装在蒸汽管线或蒸汽设备上，可以自动排出凝结水和不可凝气体而不会泄漏蒸汽，消除蒸汽系统内的水锤或水击现象，保证蒸汽系统安全以及高效率，是提高设备安全、节能及管道系统安全状况的有效设备。

疏水器的分类

疏水器根据原理和作用主要分为三类，热静力型疏水器、热动力型疏水器和机械型疏水器，下面就几种不同类型的疏水器进行分类的介绍和分析。

2.1 热静力型疏水器

这类疏水阀是利用蒸汽和凝结水的温度差引起温感原件的变形或膨胀带动阀芯启闭阀门。热静力型疏水器的过冷度比较大，一般过冷度为15度到40度，它能利用凝结水中的一部分显热，阀前疏水始终存有高温凝结水，无蒸汽泄漏，节能效果显著，是在蒸汽管道、伴热管线、小型加热设备、采暖设备，以及温度要求不高的小型加热器设备上，最理性的疏水器。

热静力型疏水器有膜盒式、波纹管式、双金属片式。

2.2 热动力型疏水器

这类疏水器根据相变原理，靠蒸汽和凝结水通过的流速和体积变化的不同热力学原理，使芯片上下产生不同压差，驱动阀片开关阀门。因热动力式疏水器的工作动力源于蒸汽，所以蒸汽浪费比较大。结构简单、耐水击，最大背压率为50%，有噪音，阀片工作频繁，使用寿命短。

热动力型疏水器有热动力式、脉冲式和孔板式。

疏水器的运行

疏水器内部的浮球是检测冷凝水有无并执行有水时打开、无水时关闭，是具有自动“阻汽排水”功能的一种“自力式”阀门。因此疏水器最关键的特性是可靠性指标，如果疏水器可靠性差，则可用性较差。

疏水器正常工作时，最小工作压力均为0.01Mpa，低于这个差压疏水器发生“滞留”而无法进行疏水；最大工作压力为1.8MPa，超过这个压力疏水器内浮球不能自由浮动而无法打开阀门，造成凝结水的积存。

疏水器在蒸汽管线上承担“经常性”疏水的任务，与承担“集中性”疏水的旁路疏水阀是不同的，旁路疏水阀是系统启动期间集中疏水的阀门（凝结水量大而集中，介质系汽水两相流并含有杂质）；疏水器则是系统稳定后对可能产生的凝结水自动检测并自动排出凝结水的阀门。疏水器与旁路疏水阀的开闭状态在大多数情况下是“相反相承”的，即旁路疏水阀开启时疏水器是关闭的，旁路疏水阀关闭时疏水器是打开的。

二、疏水器的选择和应用范围

疏水器的选择

选择疏水器时，不能单纯从最大排放量选择，应特别注意：绝不允许只根据管径大小来套用疏水器，而必须根据疏水器选择原则并结合凝结水系统的具体情况来选用。一般情况下，应按照以下三个方面选用。

1）先根据加热设备和对凝结水的要求，选择确定疏水器的类型。对于要有最快的加热速度，加热温度控制要求严的加热设备，需保持在加热设备中不能积存凝结水，只要有水就得排，则选择能排饱和水的机械型疏水器最好。因为它是有水就排的疏水器，能及时消除设备中因积水造成的不良后果，迅速提高和保证设备所要求的加热效率。

对于有较大的受热面，对加热速度、加热温度控制要求不严的加热设备，可以允许积水，如：蒸汽采暖疏水、工艺伴热管线疏水等，则应选用热静力型疏水器为好。

对于中低压蒸汽输送管道，管道中产生的凝结水必须迅速完全排除，否则易造成水击事故。蒸汽中含水率提高，使蒸汽的温度降低，满足不了用汽设备工艺要求。因此，中低压蒸汽输送管道选择用机械型疏水器为最好，由于电厂中低压蒸汽管道也很多，故机械型疏水器应用较广。

2）其次根据用汽设备的最高工作压力、最高工作温度，确定疏水器的公称压力、阀体材质，确定疏水器的连接方式、安装方式等。

疏水器的公称压力一般分为：0.6Mpa、1.0Mpa、2.0Mpa、2.5Mpa、4.0Mpa、5.0Mpa。在选用时，疏水器的公称压力不能低于蒸汽使用设备的最高工作压力。同时，根据疏水器公称压力、最高工作温度、安装环境选定阀体的材料。公称压力≤1.0Mpa，选用铸铁或碳素铸钢；公称压力＞1.0Mpa，选用碳素铸钢或合金铸钢。

疏水器的最高工作温度根据蒸汽使用设备所使用的蒸汽来确定，选择时不应低于使用蒸汽的温度。

疏水器有卧式和立式两种安装方式，它是由管线与疏水器的连接位置来确定，疏水器的连接方式有螺纹、法兰、焊接、对夹等，必须根据疏水器的最高工作压力、最高工作温度及蒸汽使用设备相应连接部位要求来确定。

3）最后根据排水量的大小，选择确定疏水器的性能参数。

除疏水器的压力、温度等参数应与所使用的设备条件相匹配外，疏水器各种压差下的排水量，则是选择疏水器的一个重要因素。如果所选用安装的疏水器排水量太小，就不能及时排出已到达该疏水器的全部凝结水，使凝结水受阻倒流，最终造成堵塞，使设备加热效率显著降低，相反选用排量太大的疏水器将导致阀门关闭件过早的磨损和失效。使阀体增大，其制造成本也将增加，不经济。因此，根据设备或管道内产生的凝结水量选择合适的疏水器十分重要。

疏水器的应用范围

大多疏水器可以自动识别汽、水（不包括热静力式），从而达到自动阻汽排水的作用。疏水器广泛应用于石油化工、食品制药、电厂等行业，在节能方面起着很大作用。在发电厂中，疏水器主要使用在中低压蒸汽管道、压缩空气管道上。在此类设备上，管道中产生的凝结水必须迅速完全排除，否则易造成水击事故，导致设备损坏、蒸汽外泄，存在较大的工业安全风险，并且影响效率和经济性。如损坏的设备无法有效隔离检修，可能导致发电机组被迫停运，进而造成严重的经济损失，并影响机组的性能指标。

三 结论

通过本文的介绍，可以对疏水器的原理、分类和用途有一定的了解，对其运行特性和关注要点有一定的认知。疏水器虽然是体积相对较小的设备和组件，但其工作正常与否对蒸汽系统的能源消耗起到至关重要的作用，在发电厂中也是必不可少的，其应用数量多、应用范围广。根据疏水器不同的原理选择合适型号的疏水器，并且正确的安装、使用、维护可以将管道中凝结的水及时高效的疏走，避免或减少水锤现象，避免管道、设备的损坏，以及管道等设备损坏带来的蒸汽外泄等工业安全风险，进而减少不必要的设备损坏带来的经济损失，在提高效率的同时保证电厂的稳定运行和安全生产。

参考文献

《暖通空调》 陆亚俊 中国建工出版社 2007年第2版

《疏水器的正确选择及安装使用》 王国兴 石油化工设计 2000