疏水閥在蒸汽加熱系統中是最為重要的一環,其作用就是排水、阻汽、排空氣。也就是說,我們只有選擇一款合適優秀的疏水閥,才能保證自動快速順暢的排出冷凝水、快速排出冷空氣和不凝氣體、并阻止蒸汽泄漏;才能提高換熱效率、加快物料升溫速度、縮短啟機時間;才能達到最佳節能效果、節約成本!那我們本期就來分享各類疏水閥的結構特性和工作原理,重點介紹浮球式疏水閥。
目前疏水閥共分三大類,分別適用于不同的工況:
A、機械式疏水閥(包括:自由浮球式、杠桿浮球式、倒吊桶式等)
B、熱動力式疏水閥(包括:圓盤式、脈沖式、孔板式等)
C、熱靜力式疏水閥(包括:膜盒式、雙金屬片式、波紋管式等)
機械式疏水閥工作原理
是利用蒸汽和冷凝水的密度差來工作的,密度是物質的固有特性,因此,機械式疏水閥可以根據冷凝水的流動而精確運行,不受溫度變化等外部因素的影響;通過冷凝水液位變化,使浮球升降帶動閥瓣開啟或關閉閥嘴,達到阻汽排水的目的;過冷度小,不受工作壓力和溫度變化的影響,有水即排,加熱設備里不積水,能使設備達到最佳換熱效率;抗背壓能力高,是生產工藝加熱設備最理想的疏水閥,應用最為廣泛,排量大,節能。
1、自由浮球疏水閥工作原理
1)、啟機時,排出初始的空氣和冷凝水:當疏水閥是冷的時候,熱靜力元件(膜盒)①收縮,閥口②開放,連續排出初始的空氣。當冷凝水進入疏水閥,浮球浮起,冷凝水從閥嘴③排出,同時也有部分冷凝水會從閥口②排出。
2)、當所有的初始空氣和冷水被排除后,熱冷凝水進入并加熱熱靜力元件膜盒①,膜盒受熱膨脹,使其在蒸汽到達疏水閥之前關閉閥口②,而流入的熱冷凝水仍通過閥嘴③被連續排出。
3)、當在工作中,一旦空氣或不凝氣體進入或冷凝水倒流入疏水閥,膜盒①將迅速感知其帶來的溫度下降而收縮,并打開閥口②排出空氣和冷凝水。當溫度恢復到蒸汽溫度時,膜盒將迅速膨脹,關閉閥嘴②。
4)、當沒有冷凝水流入疏水閥時,浮球下降到三點定位范圍內,關閉閥嘴③。當有少許冷凝水時,就可以實現水密封,即閥嘴③始終處于冷凝水液位以下,蒸汽無法通過,達到防止蒸汽泄漏的效果。
2、杠桿浮球疏水閥工作原理
1)、啟機時,排出熱靜力膜盒排放初始的空氣;
2)、當冷凝水進入閥門時,杠桿浮球浮起,閥芯離開閥座,開啟閥門,排除冷凝水;
3)、當所有的冷凝水被排出后,蒸汽進入疏水閥,感應到蒸汽溫度后,膜盒迅速膨脹,關閉排氣孔,阻止蒸汽泄漏;同時,浮球下降,閥門關閉;當有少許冷凝水時,可實現水密封,閥嘴總是低于液位,蒸汽無法通過,達到防止蒸汽泄漏的效果。
從結構原理上可以看出,浮球式疏水閥可以做到:啟機快、升溫快、不積水、冷凝水可以回收,最絕大部分加熱設備最理想的疏水閥種類。
3、倒吊桶疏水閥內部結構及工作流程:
倒吊桶式疏水閥,其中的倒吊桶連接著杠桿,倒吊桶頂部開了一個小的排氣孔。桶落下時,拉動閥芯離開閥座,冷凝水從倒吊桶底部流入,充滿整個閥體內部空間,從上部的出口流出;蒸汽或空氣進入時,進入到倒吊桶的底部,冷凝水圍繞著它的外部,蒸汽使它升起,關閉疏水閥出口。
此時倒吊桶頂部的小排氣孔,允許微量的蒸汽排放到疏水閥頂部,并從下游排出。由于孔小及孔上下兩側壓差小,所以排除空氣的速度比較慢。
當空氣和少量的蒸氣從排空口排除后,冷凝水開始充滿吊桶內部,吊桶下沉,再次打開閥門排放冷凝水。
雖然倒吊桶式疏水閥的核心作用力也是浮力,跟浮球式相同,但是他們的結構和工作原理則是完全不同的。當管道內的空氣和大量低溫凝結水進入疏水閥內時,倒吊桶靠自身重量下墜,排水口迅速打開排放;當蒸汽進入時,倒吊桶產生向上的浮力浮起,排水口關閉阻止蒸汽泄漏;當一部分蒸汽從排氣孔排出,另一部分蒸汽冷凝,倒吊桶失去浮力再次下沉;如此循環過程中,會有微量的蒸汽會泄漏,不利于節能!