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冷凝水对蒸汽减压阀稳定工作的影响(二)

3 系统冷凝水是的来源
在写这篇文章过程中有同行提出,减压阀在其自身工作过程的热交是否会产生冷凝水?这个问题的提出,使我们要考虑减压阀内部是否也会析出冷凝水的问题?所以有必要来了解一下减压阀工作过程的热工状态。为了更形象直观地说明问题,拟借lgp-i图来分析一下,看看在压力降低的情况下,它们各相关状态参数的变化情况,会有一个答案。
假设上游进口压力为(阀前)p1,下游出口压力为p2,p1与干饱和蒸汽线相交于o1沿等焓线下行。下游出口压力p2与等焓线相交于o2,当压力从p1下降到p2 时,其它相关参数也发生相应的变化。
从图3中可以看出,压力从p1降至p2沿等焓线进行,所以焓没有改变,但是熵从s1增加到s2,比容也从v1增加到v2,但温度从t1下降到t2。
由此看来,蒸汽经过减压阀的流动过程,应该认为是绝热节流过程。这种绝热节流过程是不可逆的绝热膨胀等焓流动过程。蒸汽节流后焓值不变,比容和熵都有所增加,温度略有下降。蒸汽经过减压阀后,非但不会产生冷凝水,而且蒸汽干度也得到了提高,可以说冷凝水的产生来自系统,而且是的。这样,对于防止和减少冷凝水进入减压阀的措施方法也变得简单了。
4 措施和方法
4.1 管道中冷凝水排除一种好的做法
蒸汽热源到各用汽终端,沿程少则几十米,多则几百米或更长,加上有的设备用汽的间断性,蒸汽管路不断与环境进行热交换,这部分冷凝水的排除通常的做法采用分段疏水来解决的。那么效果如何?从图4中我们可以看出,由于我们选用的疏水管口径都比较细,可以想象,当管内蒸汽流速在十几到几十米/秒?时,实际情况是冷凝水在没排掉多少时,它已经被冲过疏水管口了。这种传统做法排水效率低,效果不理想。
在输汽总管与疏水管之间加装了一段凝水汇集短管,管径粗,集水能力强,疏水管从凝水短管的腰部引出,形成水封蒸汽不易逃逸。凝水短管的口径与蒸汽输送管的比,推荐为1/2~2/3。如dn100口径的供汽管,凝水汇集短管的口径可选择50~80的口径。这种方法排量大,效果好,目前国外普遍采用的办法,值得借鉴。
4.2 减压装置汽水分离器的设置至关重要加设汽水分离器能最大程度保证干燥蒸汽的供给,对减压装置的稳定工作,使用寿命是一个重要的保障措施。笔者根据重力分离与阻疑相结合原理设计出的一种汽水分离器,实际使用效果不差,仅供参考。
综观国外汽水分离器产品,从原理上分有重力式、阻凝式、离心式。从形式上看有卧式、立式,品种多样,规格齐全。但目前国内市场却无产品可选。现在大多使用的是国外产品。(价格昂贵,望而却步)
凝水滞留对一个蒸汽供热系统来讲是有百害而无一利的。因此,汽水分离器的研制开发有很多事情可做,望同行们共同关注。
4.3 减压装置设计中的几个问题:
(1)在汽水分离器凝水排放口下端必须设置一个独立排放口,用于设备启动时排水。
(2)旁通的设置,最好在减压阀的上方,或者平行设置。
(3)蒸汽过滤器紧贴减压阀安装。
(4)选用减压阀流量要合适,设备的耗汽量要准确计算。笔者的体会,减压阀的流量应该比设备耗汽量大10~20%为宜,千万不要出现“大马拉小车的情况”,否则,对减压工况的稳定也有影响。

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