一、冷凝水積存的原因：

1、疏水閥排量選小了，來不及排放，導(dǎo)致冷凝水積存；

2、疏水閥被堵住了；

3、高速流動(dòng)的蒸汽管道內(nèi)未能排除冷凝水。

4、有溫度控制的應(yīng)用中，冷凝水被提升至回收管，或是回收至有壓力的系統(tǒng)中。

5、由于公共回收管口徑偏小造成滿溢或是節(jié)流及閃蒸蒸汽作用，冷凝水無法進(jìn)入或無法在回收管道內(nèi)運(yùn)動(dòng)。

6、設(shè)備停機(jī)后，系統(tǒng)沒有進(jìn)行排水，導(dǎo)致大量冷凝水積存。

二、冷凝水積存的危害

冷凝水主要積存于疏水閥前的管道和設(shè)備底部，但系統(tǒng)停機(jī)后，所有管線均有可能積水。

1、若疏水閥排量不夠或部分堵水，導(dǎo)致物料升溫緩慢，無法達(dá)到工藝要求的溫度，影響制品的質(zhì)量。

2、因積存的冷凝水在盤管外形成一層水膜，阻止蒸汽加熱，導(dǎo)致?lián)Q熱效率降低；

若冷凝水積存過多，占據(jù)了設(shè)備內(nèi)的越多空間，蒸汽就越是不能進(jìn)入盤管內(nèi)進(jìn)行換熱，這樣效率幾乎為零，完全無法進(jìn)行生產(chǎn)。

3、高溫冷凝水積存于管道和設(shè)備底部，導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)表面上產(chǎn)生拉應(yīng)力,使設(shè)備底部出現(xiàn)令人擔(dān)憂的應(yīng)力裂縫腐蝕,造成設(shè)備的迅速損壞,甚至發(fā)生災(zāi)難性的后果一設(shè)備可能爆裂。

4、因冷凝水的高溫腐蝕性，導(dǎo)致設(shè)備和管道很容易被腐蝕，使用壽命縮短；

5、冷凝水積存，可能產(chǎn)生水錘，從而導(dǎo)致加熱器管道穿孔，排水管道也可能穿孔，壽命大大縮短，同時(shí)還會(huì)因其嚴(yán)重的振動(dòng)。

   水錘發(fā)生時(shí)，高速流動(dòng)的冷凝水碰撞管道安裝件、閥門或設(shè)備，壓力可能為正常壓力的好多倍，使管壁材料承受很大應(yīng)力；壓力的反復(fù)變化，會(huì)引起管道和設(shè)備的振動(dòng)和巨大噪音，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成管道、管道附件及設(shè)備的損壞，并伴以幾乎爆炸的效果。當(dāng)壓強(qiáng)過高時(shí)，將引起管子的破裂，反之，壓強(qiáng)過低又會(huì)導(dǎo)致管子的癟塌，還會(huì)損壞閥門和固定件。

三、冷凝水積存的能耗分析（水和空氣帶來的問題：阻礙熱傳遞）

1、冷凝水積存于設(shè)備管道內(nèi)的能耗分析（疏水閥）

1kg的蒸汽完全冷凝后，就會(huì)在同樣的溫度和壓力下產(chǎn)生1kg的冷凝水，高效的蒸汽系統(tǒng)將會(huì)重新利用這些冷凝水，如果不回收再利用這些冷凝水，即不能節(jié)約成本，同時(shí)也影響環(huán)境，整個(gè)系統(tǒng)缺乏技術(shù)含量。

飽和蒸汽用于加熱后，釋放出潛熱（蒸發(fā)焓），這是蒸汽中所蘊(yùn)含的絕大部分能量。而剩余在冷凝水中的一部分熱量稱作顯熱（水焓）

舉例：計(jì)算4barg壓力時(shí)，設(shè)備所需的蒸汽量為1000kg/h，也就是說冷凝水排量為1000kg/h，若疏水閥出現(xiàn)堵水，即冷凝水積存，則會(huì)損失多少熱量？

查下面蒸汽表得知，4 barg的蒸汽對(duì)應(yīng)溫度為151.84 ℃，總熱量為2748.11kJ/kg，其中能被物料吸收的有效潛熱為2107.92 kJ/kg，剩余冷凝水含有640.19kJ/kg的熱量（顯熱），若是疏水閥在正常工作，則2107.92 kJ/kg的潛熱全部被物料吸收，剩下的冷凝水通過疏水閥及時(shí)排放，冷凝水中攜帶的熱量通過回收系統(tǒng)送到鍋爐水箱再行循環(huán)利用。但是如果疏水閥堵水，冷凝水積存在設(shè)備管道內(nèi)，則物料此時(shí)僅僅能吸收這部分冷凝水的熱量640.19kJ/kg，熱效率僅僅為蒸汽加熱的30%！ 也就是說如果需要把物料加熱到規(guī)定的溫度，則需要的蒸汽量=1000*2107.92/640.19=3037 kg/h，是正常蒸汽加熱的3倍！這樣才能滿足工藝要求。

總結(jié)：因?yàn)槔淠e存，導(dǎo)致額外損失的蒸汽=3037-1000=2037kg/h。因此選擇一款設(shè)計(jì)合理、能夠及時(shí)連續(xù)排放冷凝水的高品質(zhì)自由浮球疏水閥非常重要，推薦使用way’s維遠(yuǎn)品牌的自由浮球疏水閥。

2、 冷凝水積存于主蒸汽管中的能耗分析

如果主蒸汽管中夾帶有冷凝水，這會(huì)隨著蒸汽進(jìn)入到設(shè)備加熱管內(nèi)。

如考慮一個(gè)汽水換熱器蒸汽側(cè)空氣膜、冷凝水膜、污垢層為0.2 mm厚，在水側(cè)水膜和污垢層分別為0.05mm和0.1 mm。換熱面鋼板的厚度為6 mm。 

首先，若蒸汽中含水10%，則熱效率就只有90%了，若分離掉這水分，效率就可提高10%。

另外水膜附著在換熱表面后，還會(huì)阻止蒸汽傳熱，其熱阻計(jì)算如下：

熱阻R=厚度/導(dǎo)熱系數(shù)=x/k，所以

空氣膜的熱阻R1=空氣膜厚度/空氣的導(dǎo)熱系數(shù)=0.0002/0.025=0.008

冷凝水膜的熱阻R2=冷凝水膜厚度/冷凝水的導(dǎo)熱系數(shù)=0.0002/0.4=0.0005

蒸汽側(cè)污垢層的熱阻R3=蒸汽側(cè)污垢層厚度/污垢的導(dǎo)熱系數(shù)= 0.0002/0.5=0.0004

鋼管的熱阻R4=鋼管厚度/鋼管的導(dǎo)熱系數(shù)=0.006/50=0.00012

水側(cè)水膜的熱阻R5=水側(cè)水膜厚度/水膜的導(dǎo)熱系數(shù)=0.00005/0.6=0.00008，

水側(cè)污垢層的熱阻R6=水側(cè)污垢層厚度/污垢的導(dǎo)熱系數(shù)=0.0001/0.5=0.0002

計(jì)算總傳熱系數(shù)的值U1

U1=1/（R1+R2+R3+R4+R5+R6）=1/(0.008+0.0005+0.0004+0.00012+0.00008+0.0002)=108W/(m2·℃)

3. 排除供給蒸汽中的冷凝水和空氣

對(duì)于同一個(gè)換熱器，現(xiàn)在考慮使用汽水分離器將空氣和冷凝水排除。

計(jì)算 U2=1/（R3+R4+R5+R6）=1/(0.0004+0.00012+0.00008+0.0002)=1250W/(m2·℃)

根據(jù)U2 可以看出，在安裝了汽水分離器將蒸汽中的空氣和冷凝水排除后傳導(dǎo)系數(shù)比原始的增加了11倍多。反過來若不使用汽水分離器，則效率降低[(1250-108)/1250]*100%=91%

4. 消除蒸汽和水側(cè)的污垢層

現(xiàn)在考慮在蒸汽側(cè)安裝過濾器，減少蒸汽側(cè)的污垢層，并降低蒸汽壓力減少水側(cè)的結(jié)垢，僅僅剩下鋼管和水側(cè)水膜。

計(jì)算 U3=1/（R4+R5）=1/(0.00012+0.00008)= 5000W/(m2·℃)

通過消除污垢層，傳熱系數(shù)又增加了4倍。

四、解決方法

1、為了避免冷凝水造成危害，達(dá)到最佳節(jié)能狀態(tài)，保證換熱器高效工作，尤其為了防止設(shè)備的損壞和事故發(fā)生，在設(shè)備運(yùn)行的任何時(shí)刻，都應(yīng)當(dāng)立即排出所有的冷凝水，建議使用設(shè)計(jì)合理、能夠及時(shí)連續(xù)排放冷凝水的高品質(zhì)浮球式疏水閥。

2、對(duì)于蒸汽主管應(yīng)每隔30~50m設(shè)一個(gè)疏水點(diǎn)，并配以尺寸合適的集水槽。所有上升管的底部都必須疏水。

3、主管線安裝高效的汽水分離器。（如上圖）

4、每次停機(jī)后必須人工排放冷凝水。

5、正確設(shè)計(jì)和安裝管道和閥門，這是至關(guān)重要的，將有助于系統(tǒng)在使用壽命內(nèi)安全運(yùn)行，并發(fā)揮出最佳的熱力性能。