揭秘蒸汽疏水阀:工业安全高效运行的守护者!为何它不可或缺?

2024-08-25

在某化肥工厂,一台大型反应器正在进行氨合成,这是化肥生产中至关重要的一步。为了确保反应的高效进行,高温蒸汽通过管道源源不断地向反应器的夹套输送稳定的热量,从而使反应温度保持在适合氨合成的条件下。

 

然而,随着蒸汽不断循环作用,冷凝水和不凝性气体(如空气)会在系统中积聚。如果这些杂质无法及时排出,不仅会降低加热效率,还可能导致温度不均匀,影响反应速度,甚至威胁到生产安全。

疏水阀

蒸汽疏水阀是自动地排除蒸汽设备中凝结水的疏水器,也叫阻汽排水阀,或单纯叫疏水阀。概括来说,它是“依靠某种方法,自动操作,准确判别出蒸汽和水,同时进行闭、开动作的阀门。

 

如文章开头所描述的场景,使用和利用蒸汽的设备上只需要蒸汽。但在这种设备内不可避免的会产生凝结水以及混入空气和其它不可凝气体,而这些介质都会成为引起设备产生故障和降低性能的原因。

 

这时,疏水阀就发挥了至关重要的作用。疏水阀能够精准地分离并排出冷凝水和不凝性气体,确保高温蒸汽在管道内畅通无阻,持续为反应器提供稳定的热量。疏水阀的高效工作,确保蒸汽系统稳定运行,使反应器保持在理想的温度下进行化学反应,从而推动整个化肥生产过程的安全与高效。

 

因而为了保障工业生产安全高效的运转,疏水阀必须起到排除凝结水、空气及其他不可凝气体的功能,才能更好的保证工厂生产有效进行。

 

蒸汽系统中疏水阀的必要性

那么接下来,我们就对疏水阀为什么需要具备上述功能展开深入了解。

 

 

1

    防止降低蒸汽设备使用效率    

用蒸汽做功的设备,尤其是热交换器等间接加热装置,为了充分利用蒸汽潜热,必须使蒸汽与加热面充分接触,当设备中存在冷凝水或空气等不凝气体时,则阻碍了蒸汽与加热面的有效接触,从而使蒸汽设备的效率大大降低。同时,设备上下加热不均匀也会影响产品质量,使设备性能降低,双重威胁。

 

为了方便理解,想象你在用电热水壶烧水,但壶底却有一层厚厚的水垢。这些水垢就像设备中的冷凝水和空气一样,阻挡了热量的传递,结果水烧得慢,还烧不均匀。同样的道理,在蒸汽设备中,冷凝水和空气阻碍了蒸汽的加热效果,导致设备效率低下,影响最终产品的质量。

2

    防止蒸汽设备使用损伤      

一方面长时间的冷凝水积聚和不凝性气体的存在,会导致设备内部产生腐蚀和锈蚀;另一方面蒸气与冷凝水存在温差,两者反复接触,导致设备材料因温度的剧烈变化而经历热胀冷缩,从而造成微小裂纹或其他结构性损伤

3

    防止降低蒸汽设备运转效率      

蒸汽与空气性质迥异。当空气滞留在蒸汽设备内,蒸气与空气混合成为混合物后,温度下降,导致热交换能力下降。若蒸汽为饱和蒸汽,饱和蒸汽的温度由压力决定,但混入空气后,实际温度会低于对应压力下的温度,且降低程度随空气混合率提高而显著。因此,混入空气后不能仅凭压力推断蒸汽温度。若需推断蒸汽-空气混合物温度,需考虑蒸汽分压降低的影响。总体而言,空气层的存在降低了传热效率,蒸汽分压和温度的降低又进一步影响了运转效率,对蒸汽设备造成危害。

 

举个不严谨的例子,来帮助理解。假设你在做饭时,用锅盖完全盖住锅。如果锅盖上有空气泄漏进去,锅里的热量就会减少,水的沸腾速度变慢,食物也煮得不均匀。空气的进入类似于在蒸汽设备中混入空气,锅内的温度不再由水的蒸汽压力决定,烹饪效果受到影响。同样的,空气在蒸汽设备中的存在会降低设备的加热效率,导致蒸汽设备的运转效率下降,甚至损坏设备。

4

    防止水击     

首先在蒸汽系统的运行中,蒸汽管路存在的冷凝水,经高速流动的蒸汽推动致使其在管壁和阀门及蒸汽使用设备上进行强烈撞击,产生巨大冲击力,当这个力量足够强时,则会造成管道转弯处和阀门损伤或破坏。而水击不仅是由冷凝水的存在,锅炉的安装与使用不当,也会使部分水进入管路,造成水击,从而损伤管道与阀门。

 

总体而言,蒸汽疏水阀不仅能排除凝结水,而且还应能排除空气,及其他不凝气体,即必须兼有排气功能。可是,混入装置内部的空气全部由蒸汽疏水阀排除,在结构上是不可能的。为了避免空气引起的故障,蒸汽疏水阀所具有的排气能力只不过是辅助手段。

 

因此,作为大量排除空气的方法,是由开口弯管或手动空气排放阀、自动空气排放阀与蒸汽疏水阀并用。

 

在纽顿疏水阀的设计中,其不仅能够高效排除冷凝水且做到零泄漏,同时在排放空气及其他不凝性气体方面也表现优异。系统启动时,纽顿疏水阀会优先通过专门的排气口排出空气和不凝性气体,确保系统内部仅保留纯蒸汽。随着系统的持续运行,阀门继续有效排放冷凝水,防止气体混合,维持蒸汽系统的高效热交换和稳定运行。

结语

 

以上就是这期知识分享啦,下期我们将继续分享不同类型的疏水阀如何发挥作用,使效益最大化,欢迎关注纽顿,如有生产需求可以联系我们哦!

 

 

参考文献:

[1]蒸气疏水阀[M].中井多喜雄 李坤英.1989 P61-70

[2]赵亮等. "国内蒸汽疏水阀使用现状及其管理探讨." 石油化工设备 39.2(2010):4.

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