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        蒸汽管道為什么需要排水和安裝蒸汽疏水閥

        2022-10-25 關注次數:

        熱蒸汽在管道內流動時,一部分熱量會傳遞給周圍環境。蒸汽系統中,能量的損失就意味著效率降低,因此蒸汽管道需要保溫絕熱把這些損失降低到最少。但不管保溫材質多好,保溫厚度多厚,管道總是有一定的散熱損失,這將使蒸汽沿著主管長度方向產生冷凝。這些冷凝水如果不被排除,將積聚在管道內,導致腐蝕、水錘等問題。


        蒸汽中含有水滴將使蒸汽潮濕,降低了蒸汽的換熱潛力。如果水積聚在管道內,管道有效的橫截面減小,蒸汽流速增加,甚至超過了推薦的上限。在盡可能的情況下,蒸汽主管應沿流動方向布置有不小于1:100的坡度(每100米有1米的下降)。該坡度將確保冷凝水在重力和蒸汽流動的作用下流向排放點,然后在排放點冷凝水可被安全有效地排除疏水點必須要保證冷凝水能到達蒸汽疏水閥。因此疏水點的設計和布置必須經過精心的考慮。


        還要考慮停機情況下沒有蒸汽流動時冷凝水的殘留問題。重力作用將使水(冷凝水)沿管道坡度流向低點,并在低點積聚。蒸汽疏水閥因此應當布置在這些地點的位置。

        大口徑蒸汽主管在起機階段形成的冷凝水量較多,需要每隔30m至50m布置疏水點,并且還要布置在管道天然的最低處,如上升管道的底部。


        在正常運行時,蒸汽沿著主管流動的速度會高達145 km/h,帶動冷凝水一起流動??趶?5mm的疏水管道直接連接在主管的底部。盡管口徑15 mm管道的流量足夠,但它不可能捕獲很多沿蒸汽主管高速流動的冷凝水。這樣的布置方式沒有效果。


        更可靠的冷凝水排除方式是設置集水罐。蒸汽主管口徑在100mm以內時,疏水管道的連接位置應至少在蒸汽主管集水槽底部25至30 mm,對于口徑更大的蒸汽主管,距離至少50mm。下部的空間可防止管道雜質和水垢進入疏水閥。集水槽的底部也可加一個盲口法蘭或排污閥,用于清洗目的。水錘及其影響。


        水錘是高速流動的冷凝水丸碰撞管道安裝件、閥門或設備使產生的噪音和振動。這說明:


        因為冷凝水的流速遠遠高于正常情況下水的流速,釋放出的動能也遠遠大于正常預期的能量。水是有密度、不可壓縮的流體,當氣體沒有碰到阻礙物時會有“緩沖”的作用。當碰到管路系統中阻礙物,如閥門和附件時,水中的能量將被釋放。水錘的癥狀包括發出巨大的響聲,還有可能出現管道的運動。在嚴重的情況下,水錘還會打破管道和設備,并伴以幾乎爆炸的效果,其結果就是在破裂處泄漏蒸汽,造成極其危險的環境狀況。


        良好的工程設計、安裝和維護可有效地避免水錘的產生,這需要更多的實踐經驗,而不是僅僅選擇正確的設備材質和壓力等級就能解決的。


        一般情況下水錘發生在管路的低點處這是由于:


        管道的下沉,可能是管道支撐不當。


        不恰當的管道同心變徑


        ——應使用異心變徑,底邊保持平直。


        不正確的過濾器安裝——過濾器的濾網應當水平安裝。


        不恰當的蒸汽管道疏水。


        不正確的運行情況——起機階段管道冷態時閥門開啟過快。


        簡而言之,通過以下措施可把水錘的可能性減少至最低:蒸汽管道應沿著流動方向布置向下的坡度,每間隔一段距離以及在最低點安裝疏水點。在所有疏水閥后安裝止回閥,否則在停機階段冷凝水將有可能回流到蒸汽管道中。緩慢開啟截至閥,讓殘存于系統中的冷凝水在被高速流動的蒸汽帶動之前慢慢地流過疏水閥。這在起機階段尤為重要。分支管道通常比主管短的多。一般來說,如果分支管道不超過10米長,要確保管道內的壓力,可按25到40 m/s的流速來選擇管道口徑,而不需要擔心壓降過大。


        支管道的連接應該從主管道的上方取蒸汽,這樣可以得到最干燥的蒸汽。如果從側面或者最糟的情況是從主管底部取蒸汽,蒸汽會攜帶從蒸汽主管而來的冷凝水和管道雜質。結果潮濕、骯臟的蒸汽進入設備,影響到設備短期和長期的工作性能。


        閥門應盡可能的靠近取汽口,這在連接設備有可能關閉一段時間的情況下可減小分支管道內的冷凝水量。當然,分支管道也有低點。最常見的情況是下降管連接至一個截止閥或控制閥。冷凝水會在關閉的閥門前積聚,當閥門再次打開時,冷凝水會隨蒸汽攜帶出去,因此必須在過濾器和控制閥之前的底部位置安裝疏水點和蒸汽疏水閥組


        有很多的情況需要蒸汽主管穿越向上的空間,或者現場情況使得蒸汽管道如前所述按1:100向下的坡度布置不太現實。在這種情況下,冷凝水必須向下與蒸汽反向流動。因此明智的選擇是按照不超過15m/s低的蒸汽流速來選型管道,并且管道坡度不低于1:40,至少每隔15米布置一個疏水點。這樣布置的目的是防止管道底部的冷凝水膜厚度增加而被流動的蒸汽攜帶起來。


        現代的快裝鍋爐相對于其體積來說具有很大的蒸發量,但處理負載快速變化的能力有限。,一些其它的因素,諸如……


        不正確的化學給水處理以及/或者TDS控制


        瞬時的峰值負載


        ……也可讓爐水進入蒸汽主管,使蒸汽帶水嚴重。

        此時可安裝汽水分離器來排除蒸汽中的水分


        作為通則,如果管道內蒸汽流速在一個合理的限制范圍以內,汽水分離器可按管道口徑選型。汽水分離器既可排除管壁上的水滴,也能排除蒸汽本身的懸浮水霧。蒸汽主管上安裝汽水分離器可消除水錘的產生和影響,也要比增加管道口徑和布置集水槽價格便宜一些。


        通常在控制閥和流量計之前推薦安裝汽水分離器。蒸汽主管從外部進入建筑物之前也安裝汽水分離器也是明智之選。這將確保外部蒸汽輸送系統產生的任何冷凝水被排除,內部系統得到的是干燥的蒸汽。同時當內部用汽需要監測和收費計量時這也同等重要。


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