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蒸汽自动疏水器应用

论文关键词：蒸气疏水疏水器

论文摘要：本文详细介绍蒸汽自动疏水器的技术发展、工作原理、节能作用以及应用情况，供广大同行们在设计、选型及应用中参考。

1．概述

在火力发电机组运行中为了提高蒸汽系统的效率和保证蒸汽设备的安全和经济运行，应当尽可能地提高蒸汽的品质。然而实际的蒸汽系统中经常会有凝结水及空气的存在，影响蒸汽系统的效率及安全。我们应当设法经常地、及时地将蒸汽中的凝结水及空气排出来，挖掘在用设备潜力，达到节能增效的目的。在这方面国内与国外的差距是非常大的，我国从日本三菱、日立公司进口的机组中每台机组约有200多只蒸汽自动疏水器，欧美机组包括俄罗斯机组也都有较多的疏水器。而国产同类机组几乎很难找到一只疏水器，在一些凝结水较多的部位采用截止阀疏水，并规定一定的时间间隔去人为操作阀门启闭。因为无法判断凝结水的具体情况，一般不是造成凝结水的积存就是造成蒸汽的浪费。差别为什麽如此悬殊？这与日本缺乏能源资源是有关系的，以日本火电机组为例与国产机组比较，我们发现主要有以下两个原因：

1．1与国家的能源政策和观念有关

日本因为缺乏能源资源，能源的危机感促使日本在各个领域里都极为重视节能降耗。疏水器属于节能产品，因此不仅其疏水器技术领先于欧美国家，疏水器在蒸汽系统上的应用也是最广范、数量最多的，政府在疏水器之类节能产品的应用上都有具体的鼓励政策，能源的危机感促使日本在各个领域里都极为重视节能降耗工作，其节能技术在世界上是处于领先地位的。

我国以往的观念是“地大物博”、“物产丰富”，近年来虽然在扭转这种观念，人们对节能逐渐有了新的认识。但火电厂长期以来只注意安全生产，忽略经济运行，致使对节能工作重视的不够，象疏水器这样的小东西更是无人问津。

1．2与国产疏水器性能不过关有关

国内相当一部分人认为“疏水器装的越多泄漏点越多”。我们曾发现有的电厂把许多疏水器拆下并将疏水管口封死，原因是疏水器的泄漏已经影响了出力。因此有些电厂宁可用截止阀或球阀来代替疏水器，谑称自动疏水器是“自动漏水器”，由于国产疏水器质量不过关，所以国产机组应用自动疏水器较少。

2．蒸气疏水的机理

根据“道尔顿分压定律”，如果蒸汽中混有冷凝水或空气，不同相的介质的分压作用会使蒸汽的压力降低，导致机组的效率变差。因此在蒸汽管线及设备上合理的设计、安装具有自动“阻汽、排水、排空气”的疏水器是非常必要的，这不仅是蒸汽管线及设备的安全要求，也是蒸汽系统节能增效的需要。

蒸汽疏水包含“启动性疏水”和“经常性疏水”两部分，启动性疏水是在机组点火启动阶段的疏水，因为“暖管”凝水量较大，同时“汽水两相流”的冲刷也很严重，一般采用内口大且耐冲刷的Y型截止阀。因为机组进入稳定状态后这些疏水阀必须关闭，所以采用远方操作即可。经常性疏水包括“管线疏水”和“过程疏水”两种不同的工况，如图一所示。

2．1管线疏水的原理

管线疏水是针对蒸汽传输过程中由于热量的不断损失在某些部位产生凝结水的疏水问题，特别是蒸汽流动缓慢甚至完全停止流动的部位，管线凝结水积存是水锤的成因，会给管道及设备带来危害。国外有关规程规定：任何蒸汽管线沿管长平均每隔30～50米应设置疏水点，在设计中管线形成的自然谷点、盲端及有可能关闭的设备进出口处也应设置疏水点。由此可见管线疏水的重要性。

常见的典型应用部位如：垂直管线下方、管线自然低点、盲端，截止阀前后，伴热管线等等。

2．2过程疏水的原理

过程疏水如图二所示，“过程疏水”与管线疏水有所不同，管线疏水是不参与蒸汽工艺过程的，而过程疏水是参与蒸汽工艺过程的，疏水器在过程疏水中它的性能指标有时会决定整个设备或系统的主要性能和指标。如疏水不及时则造成冷凝水积存，进而影响热量的交换，及时将这些设备的过程疏水可直接回收到凝汽器热井中，这样不仅节约了水资源，同时也提高了经济效益。由此可见过程疏水是非常必要的。

3．蒸汽自动疏水器的技术发展

疏水器是一种“自立式阀门”，它可以在线自动识别蒸汽、冷凝水、空气这三种不同状态的介质并能够自动排出冷凝水和空气、阻断蒸汽逸出，因此，疏水器在蒸汽管线及设备上应具有自动“阻汽、排水、排空气”的三大功能。

以前，发电厂中的应用较多的是机械式疏水器及热动力式疏水器。机械式疏水器工作原理是基于“阿基米德定律”，当有凝结水时浮子向上浮起，打开阀嘴排放冷凝水，反之则落下关闭阀嘴使蒸汽不能通过。最早的机械式疏水器的浮子是敞开式的，象一个倒吊的“桶”因而被人们称做“倒吊桶式”疏水器。由于浮子的敞开，每次状态的转换都要等桶中的介质更换以后才开始动作，所以这种疏水器动作迟缓、响应慢，容易产生冷凝水的积存。此外该疏水器结构具有复杂的“杠杆-铰链”系统，由于经常处于运动中且温度交替变化，