因用戶的的行業、生產工藝、所用設備、現場的實際蒸汽壓力溫度等均不盡相同,系統的情況決定了疏水閥最小的壓力、溫度、排水量、材料和連接方式,因此,疏水閥選型時,務必對工況設備進行詳細分析,確保生產工藝要求。
一、換熱器
換熱器,是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設備,又稱熱交換器。換熱器在化工、石油、動力、食品、飲料、制藥等其它許多工業生產中占有重要地位,換熱器按其操作過程可分為間壁式、混合式、蓄熱式三大類,在三類換熱器中,間壁式換熱器應用最多。
1、板式換熱器(加熱器)
板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種高效換熱器。各種板片之間形成薄矩形通道,通過板片進行熱量交換。板式換熱器是液—液、液—汽進行熱交換的理想設備,廣泛應用于食品、飲料等行業。
疏水閥選型舉例分析:
板式換熱器蒸汽壓力6Barg,有冷凝水回收背壓0.5-1Barg,水量為10t/h,循環利用,溫升大約10℃,疏水閥該如何選擇?
對于連續流動流體加熱器的蒸汽耗量計算(kg/h)
Q=CpMΔT/r
其中Cp--物料的比熱容,如水的比熱容=1;
M--物料的質量流量(kg/h);
ΔT--升溫溫差(℃ );
r—工作壓力下蒸汽的熱焓值(kcal/kg);
首先查蒸汽表,查出6Barg蒸汽的熱焓值r=494 kcal/kg,ΔT=10℃
Q= CpMΔT/rt=1*10000*10 / 494=203kg/h
疏水閥的選型:
已知蒸汽壓力為6Barg,背壓0.5~1barg,最大壓差5.5barg,工作流量203kg/h。因此,我們選擇疏水閥型號時,首先考慮這個型號在閥嘴最大壓差為5Barg(即0.5MPa)時,排水能力必須大于203kg/h。對照疏水閥排量表,選擇閥嘴壓差編號為“-10”既大于實際壓差5.5Barg,又不會偏差過多。再看向縱、橫坐標與-10曲線的交匯點,得知疏水閥的最大排量為500kg/h,大于工況要求的203kg/h,并且有足夠的余量,應對剛開機水量多的及時排放,因此選型WY12F-10,DN25為最佳選型。
2、沉浸式盤管式換熱器(加熱器)
這種換熱器是將金屬管彎繞成各種與容器相適應的形狀,并沉浸在容器內的液體中。廣泛應用于食品、糧油等行業。
疏水閥選型舉例分析:
儲油罐加熱:蒸汽壓力4Barg,背壓0.5barg,要求24小時內將1000T油,從常溫升到60℃,疏水閥該如何選擇?
對于流體儲存式加熱器的蒸汽耗量計算(kg/h)
Q=CpMΔT/rt
其中Cp--物料的比熱容,如水的比熱容=1;
M—儲存物料的質量(kg),ΔT--升溫溫差(℃ );
r—工作壓力下蒸汽的熱焓值(kcal/kg);
t--加熱時間(小時)。
首先查蒸汽表,查出4Barg蒸汽的熱焓值r=503.9 kcal/kg,ΔT=60-20=40℃,油的比熱容大約0.9,
Q= CpMΔT/rt=0.9*1000000*(60-20) / (503.9*24)=2233kg/h
疏水閥的選擇:
原理方法同上,需滿足最大壓差3.5barg時,疏水閥排水量大于2233kg/h,對照疏水閥排量表,選擇閥嘴壓差編號為“-5”既大于實際壓差3.5Barg,又不會偏差過多,而疏水閥的最大排量為3500kg/h,大于工況要求的2233kg/h,并且有足夠的余量,應對剛開機水量多的及時排放,因此選型FFT45F-5,DN50的自由浮球疏水閥為最佳選型。
另外浸入式盤管式換熱器,因為冷凝水要沿盤管排出,細長的盤管很容易產生水錘現象,所以盤管被設計成沿蒸汽流動方向逐漸下降,并且有些工況采用多段并聯的方式,所以選用有抗水錘設計的自由浮球疏水閥較為合適,一般排量中等或較大。Way′s品牌用于中大設備后排水的自由浮球式疏水閥RFT18F、FFT45F合適。
3、列管換熱器(加熱器)
由圓柱形殼體和安裝在殼體內的許多管子組成的管束構成的,冷流體走管內,熱流體經折流板走管外,冷、熱流體通過間壁換熱。廣泛應用于食品、飲料、化工醫藥等行業。
疏水閥的選型方法同上,首先計算出列管式換熱器蒸汽耗量,根據連續流動流體加熱器的蒸汽耗量計算公式,再結合現場工況壓力、疏水閥排量表、連接方式等等來選型疏水閥!根據耗汽量大小,Way′s品牌大小中排量浮球式疏水閥WY12、RFT18F、FFT45F型號均適用于該設備。
但是,如果是細長型的列管換熱器,往往會產生“蒸汽綁”現象,這時需要選用專業帶有破除“蒸汽綁”裝置的自由浮球疏水閥,如WY42FB,WY42SB、BFT18F、BFT45F。
二、蒸發器
蒸發器主要由加熱室和蒸發室兩部分組成。加熱室向液體提供蒸發所需要的熱量,促使液體沸騰汽化;蒸發室使氣液兩相完全分離。將二次蒸汽引到另外一臺蒸發器作為加熱蒸汽,以利用其冷凝熱,這種串聯的蒸發操作稱為多效蒸發,所用設備稱為多效蒸發器,如二效蒸發器、三效蒸發器等,蒸汽利用多次,稱為N效蒸發,其設備稱為多效蒸發器或多效蒸設備。
蒸發器可以在加壓、常壓或減壓下進行。工業上的蒸發操作經常在減壓下進行,稱為減壓蒸發(或真空蒸發)蒸發器可以分為循環型(非膜式)和非循環型(膜式)兩種。循環型蒸發器又可以分為自然循環蒸發器和強制循環蒸發器。膜式蒸發器分為升膜蒸發器、降膜蒸發器及刮板式攪拌薄膜蒸發器。
蒸發器蒸汽耗量經驗值:
濃縮器:每蒸發1KG水,消耗蒸汽1.1KG;
蒸發器:每蒸發1KG水,消耗蒸汽2-3KG;--針對真空降膜或刮板式蒸發器
多效蒸發器蒸汽耗量:單位時間內蒸發量對應的蒸汽耗量
也就是說,如果是五效蒸發器,則每蒸發1KG水,消耗蒸汽(2-3KG)*0.29=0.6~0.9KG。
根據設備耗汽量大小,Way′s品牌浮球式疏水閥WY12F、RFT18F、FFT45F一般均適合。
三、再沸器(精餾塔、蒸餾塔)
再沸器(也稱重沸器)顧名思義是使液體再一次汽化。它的結構與冷凝器差不多,不過一種是用來降溫,而再沸器是用來升溫汽化。廣泛應用于原料藥制藥和化工行業。
再沸器蒸汽耗量參考蒸發器,疏水閥選型參見上述說明,根據設備耗汽量大小,Way′s品牌浮球式疏水閥WY12系列、RFT18F、FFT45F一般均適合。
四、殺菌機/殺菌鍋/滅菌柜
臥式殺菌鍋大多屬于高壓殺菌,適用于袋裝食品、罐裝食品、肉制品、飲料、豆奶、杏仁露、花生奶、椰子奶、蘆筍、蘑菇、火腿腸、蛋品、豆干、休閑食品等食品的殺菌工作。設計壓力0.4MPa,工作壓力0.15MPa;設計溫度145℃,工作溫度123℃。
其操作過程一般包括:裝鍋密封、排氣升溫、恒溫殺菌、反壓冷卻、開鍋出罐。
為了獲得良好的殺菌結果,殺菌鍋需要和(飽和蒸汽供給器)連接,在整個升溫和保溫過程中一直給殺菌鍋供汽。使殺菌鍋能在整個殺菌過程中保證鍋內的蒸汽流動,溫度均衡(要求殺菌的溫度)在整個過程中殺菌鍋內的溫度既不會提高也不會下落。
疏水閥的選型:殺菌鍋蒸汽耗量根據流體儲存式加熱器的蒸汽耗量計算公式,再結合現場工況壓力、疏水閥排量表、連接方式等參數來綜合選型!Way′s品牌量浮球式疏水閥RFT18F、FFT45F型號均適用于該設備,可以連續及時排放冷凝水,確保沒有積水,不會產生水錘震動等問題,確保高效節能。
五、空氣加熱機組(即熱風加熱器/烘干機/干燥機,所有利用蒸汽加熱空氣來烘干物料的設備總稱)
許多工業用品都是用熱風烘干的,干燥器的形式多種多樣,但基本上都有換熱排管組成,空氣通過強制流動或自然對流方式經過空氣干燥器加熱,然后吹向潮濕的物料使其干燥。
有頂部安裝式或水平式的可供選擇,并且帶有風扇和過濾器,這通常與風道系統集合在一起。可調節的百葉窗來調節新風和循環風的比率。這種空氣加熱組建議獨立疏水,對每個加熱段單獨安裝疏水閥進行排水,且每個疏水閥后加裝止回閥。如果群組疏水會導致壓力不平衡,會串壓,高壓的冷凝水會阻止低壓冷凝水排出,所以在設備內部會產生積水和水錘等問題,造成設備損傷,升溫不均勻。
空氣烘干類設備(空氣加熱機組)蒸汽耗量的計算--舉例說明
技術參數:蒸汽壓力3bar,查出熱焓值hfg為2133KJ/kg,空氣流量(風量)為10000 m3/h,溫度從30℃加熱到120℃,熱負荷為335KW。
A、計算蒸汽耗量(公式1):
蒸汽流量Q(kg/h) =V*ΔT* Cp / hfg
Q=蒸汽流量 (kg/h);
V = 空氣體積流量 (m3/h);
ΔT = 溫升 (℃);
cp = 常壓下的空氣比熱容 (kJ/(m3·℃)=1.3;
hfg = 工作壓力下的蒸汽蒸發焓 (kJ/kg)。
Q=10000*(120-30)*1.3/2133=548kg/h
B、計算蒸汽耗量(公式2):
蒸汽流量Q(kg/h) =熱負荷(功率)*3600 / hfg
Q=蒸汽流量 (kg/h); 熱負荷(功率)(kw);
Q=335*3600/2133=565kg/h
根據蒸汽耗量、壓差、疏水閥排量表,型號RFT18F、DN25浮球式疏水閥為最佳選擇。
風量、溫升、蒸汽壓力、疏水閥安裝數量等因素都直接影響到疏水閥的選型,Way′s品牌大小中排量浮球式疏水閥WY12、RFT18F、FFT45F型號均適用于該設備。
疏水組安裝示意圖: