蒸汽管道疏水阀的选型及常见故障解析.pdf

第 4 8卷第 5期 2 0 1 1年 l O月 化 l 设备与管道 P R O C E S S E Q U I P M E N T＆ P I P I N G Vo 1 ． 4 8 No ． 5 0c t ． 2 O1 1 蒸汽管道疏水 阀的选型及 常见故障解析 杨艳玲 ， 陆洋 中石油东北炼化工程有限公司吉林 没汁院 ，吉林省 吉林市1 3 2 0 0 2 摘要 介 绍了在石化装置 中蒸汽管道 疏水阀的作 用、 常见形 式、 疏 水阀的选型计算 以及疏水阀在实际使 用过程 中 的常见故障解析及排除。 关键词 蒸汽管道 ； 疏水阀； 选型计 算 ； 故障解析 中图分类号 T Q 0 5 5 ． 8 ； T H 1 3 4 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 9 ． 3 2 8 1 2 0 1 1 0 5 - 0 0 4 8 -03 S e l e c t i o n o f S t e a m Tr a p Va l v e Us e d i n S t e a m Pi p i ng a n d Ana l y s i s o f Co m mo n l y En c o u n t e r e d Fa ul t s YANG Ya n- l i ng，LU Ya n g C h i n a P e t r o ， J i l i n D e s i g n I n s t i t u t e ， A r t h zf ’e s t R efin i n g＆ C h e l7 2 i c a l E n g i n e e r i n g C o ． ， Dd ， J i l i n 1 3 2 0 0 2， C h i n a Abs t r ac tI n t h i s a r t i c l e，t he f u n c t i o n a n d c o mmo n t y p e o f s t e a n l l r a p v a l v e s us e d i n s t e a m pi pi n g we r e i n t r o du c e d ．Th e s e l e c t i o n a nd c a l c u l a t i o n o f t h i s k i n d o f v a l v e a s we l l a s t h e c o mmo nl y e n c o u n t e r e d f a u l t s i n u s e we r e a l s o d e s c r i b e d ． Ke y wor ds s t e a m p i p i ng；s t e a m t r a p v a l v e；s e l e c t i o n a n d c a l c u l a t i o n；f a u h a na l y s i s 蒸汽疏水阀是排除蒸汽加热设备或蒸汽管道中 的蒸汽凝结水及空气 等不凝气体 ， 且不漏出蒸汽 的 一 种 自动排水阻汽阀。 。 ， 管 网和设备 中冷凝水一经 形成必须及时排放 ，否则会严重影响没备的热效率 并引起水击 ， 但是排放凝结水不能把蒸气排掉， 否则 会造成能源的浪费。因此 ， 正确地选择蒸汽疏水阀 并注意安装 ， 使用维护 ， 充分 发挥疏水 阀应有的功 能 ， 对企业提高生产效率 ， 节约能源 ， 降低污染排放 有着十分重要的意义。 1 蒸汽疏水 阀的分类及选型计算 1 ． 1 蒸汽 疏水 阀按工 作原理 可分 为三类 1 ． 1 ． 1 机械型疏水阀 这类疏水阀的工作原理是利用凝结水位的变化 而引起的浮子升降， 从而控制 阀的启闭 ， 排放或停止 凝水的排放。按浮子及阀体结构 ， 可分为双腔式 、 浮 球式和倒吊桶式等 倒 吊桶式疏水J j习 作为所有工艺 负荷和蒸汽主管线疏水 阀的首选 ， 即所有需要蒸汽 疏水 的场合 。 1 ． 1 ． 2 热静力型疏水阀 这种疏水阀是利用凝结水的温度差而工作的 ， 如双金属片式 ， 用于伴热管线或加热系统低 温或 防 霜工况。该类型的疏水阀可以最大限度地利用凝结 水中的显热或防止产品过热。其优点在于 体积小 ， 质量轻， 同时有较大 的冷凝水排量 ， 冷态时完全打 开 ， 排空气性能好 ， 安装于室外不 会受到冰冻损坏 ， 耐水锤 、 腐蚀 。 1 ． 1 ． 3 热动力型疏水阀 这类疏水阀是利用蒸汽和凝结水之间的热动力 特性而工作的 ， 如圆盘式疏水阀， 只要在先前经验证 明其性能 良好时 ， 可作为倒吊桶疏水阀的替代产品。 热动力疏水阀具有体积小 、 质量轻 ， 自动运行于其工 作压力范围， 无须调节 ， 可用于高压和过热系统 中， 不受水锤和冰冻的损坏 ， 可任意方向安装 ， 可广泛使 用于定压的冷凝水排放 ， 如蒸汽主管道 、 拌热管线 、 压烫机等的应用。 1 ． 2 蒸汽疏水阀的选型及计算 1 ． 2 。 1 蒸汽疏水阀的选型 疏水阀的选型是根据疏水阀前蒸汽压力 即一 次压力 、 疏水阀后压力 即二 次压力 、 背压 、 疏水 量 、 蒸汽性质 过热或饱和 、 管道疏水还是设备 疏 水 、 是否允许存在冷凝水积存等情况来确定。 1 ． 2 ． 2 具体的选型参数计算 1 ． 2 ． 2 1 正常 [ 况下的疏水阀进出口压力 根据实际使用工况确定蒸汽疏水阀的入 口与出 口的压差。蒸汽疏水阀的入口压力是指 由于蒸汽压 力的波动或温度调节阀的节流 ， 蒸汽疏水阀人 口处 的最低工作压力 ； 蒸汽疏水 阀的出 口压力是指蒸汽 收稿 日期 2 0 1 0 4 4 4 6 ； 修 回日期 2 0 1 0 - 0 6 1 4 作者简介 杨艳玲 1 9 7 9 一 ， 女 ， 吉林省榆树 市人 ， 工程师。一直从 事石油化工装嚣] 艺管道设计工作。 杨艳玲， 等． 蒸汽管道疏水阀的选型及常见故障解析 4 9 疏水 阀后可能形成的最高工作背压 ， 当排人大气时 ， 实际压差按蒸汽疏水 阀入 口压力决定 。 1 ． 2 ． 2 ． 2 疏水阀的容量 凝结水排量 根据蒸汽供热设备在正常工作时产生的凝结水 量 ， 乘 以选用修正系数 ， 然后按照蒸汽疏水阀的排 水量进行选择。凝结水量可以用以下方法计算 1 管线运行时产生的凝结水量 pq o L 1 一Z ／ ％ 式中9 凝结水量 ， k g ／ h ； g 。 光管产生的凝结水量 ， k g ／ h ； 疏水点之间的距离 ， I 1 1 ； z 保温效率 ， ％。 2 蒸汽加热设备运行时产生的凝结水量 QV r C△T ／ H t 式 中 凝结水量 ， k g ／ h ； 被加热物体的体积 ， m ； r 被加热物体 的密度 ， k g ／ n l ； c 液体 的比热 ， k c a l ／ k g ℃ k c a l k g K～ 4 1 8 6 ． 8 J k g ～ K ； △卜液体温升 ， o c； 蒸汽潜热 ， k c a l ／ k g k c a l ／ k g4 1 8 6 ． 8 J ／ k g ； 卜一 加热 时间 。 1 ． 2 ． 2 ． 3疏水阀一般 以需要的凝结水排水量及压 差为依据 ， 对照所选 型号 的疏水 阀的排水量曲线或 表选择公称直径 ， 以此为参考决定进 、 出口管径 。各 种类型的蒸汽疏水阀结 构及原理有所不同， 性能也 不尽相同， 在选用时可根据不同的使用场合 ， 填写疏 水阀计算选型表 ， 选择不同的蒸汽疏水阀。 2 疏水 阀的设置和管道设计 2 ． 1 疏 水 阀的设置 1 - 2 ] 1 饱和蒸 汽管 包括用来伴 热的蒸 汽管 的 尾端或最低点。长距离输送 的蒸 汽管 的中途 ； 对 于 饱和蒸汽的蒸汽管的每个补偿弯前或最低点 ； 立管 的下部 。 2 蒸汽分水器 、 蒸汽分配罐或管 、 蒸汽减压增 湿器的低点以及闪蒸罐的水蒸汽管上的减压阀和控 制阀的阀前。 3 蒸 汽管不经 常流动 的死端且 又是最低点 处 ， 如公用物料站的蒸汽管的阀位控制处。 4 蒸汽加热设备 ； 夹套、 盘管的凝结水 出口。 经 常处于热备用状态的设备和机泵 ； 问断操作的设备和 机泵以及现场备用的设备和机泵的进汽管的最低点。 5 其他需要疏水的场合 2 ． 2疏水阀的管道设计 刮 1 疏水 阀的入 口管应设在用 汽设 备的最低 点。对于蒸汽管道的疏水 ， 应在管道底部设置一集 液包 ， 由集液包至疏水 阀。集液包管径一般 比主管 径小两级， 但最大不超过 D N 2 5 0 。 2 从凝结水 出口至疏水 阀人 口管段应尽可能 短 ， 且使凝结水 自然流下进入疏水阀 。 3 疏水 阀一般都带有过滤器， 如果不带者 ， 应 在阀前安装过滤器。 4 对于凝结水 回收的系统 ， 疏水 阀前要设置 切断 阀和排污阀 ， 排污 阀一般设在凝结水 出口管 的 最低点 ， 除特别必要外 ， 一般不设旁路。 5 疏水阀的出口管应少弯 曲， 尽量减少 向上 的立管 ， 管径按气、 液混 合相计算 ， 一般 比所选定容 量 的疏水阀的公称直径大 l～ 2级 。 6 如果出口管有 向上 的立管时 ， 在疏水 阀后 应设止回阀， 有止回功能的疏水 阀阀后可以不设止 回阀 3疏水 阀阀组的几种常见形式 一 个即使性能完美 、 制造精良的疏水阀 ， 如果安 装使用不当， 同样也达不到预期的效果。单独的疏 水 阀是很难达到阻汽排水作用 的， 它需要有辅助装 置配合。疏水阀的辅助装置并不是一律要求件件必 备 ， 而是根据具体条件选用必需的。 图 1 I 型安装 是最常用 的形式 ， 带副线 凝结水 回收 即闭式凝结水系统 。 图 2 1 I 型安装不带副线凝结 水不 回收 即开式 凝结水系统 。 图 1 l 型 安装 5 O 化工 设备与管道 第 4 8卷第 5期 放 4石化 装置 中疏水 阀组 使用过 程 中常见 故 障解析 在石油化 [ 装置中， 疏水阀出现的主要问题就 是不能起到疏水作用 ， 从而造成能源的浪费。具体 有以下几种情况 。 4 ． 1 疏水 阀泄 漏 疏水 阀一般在安装投用后都要求热紧， 但运行 一 段时间后， 总有部分疏水阀会 出现泄漏 ， 如丝堵 、 大盖垫片、 法兰等处。这种泄漏主要是安装质量或 法兰面不平整引起 ， 还有平时的热冲击太大或水击 现象造成的 ， 这类问题应把好安装及疏水阀的质量 关 ， 出现泄漏应及时缠绕 四氟带 紧囤、 更换垫片 ， 如 果密封垫片泄漏不及时更换 ， 也会损害密封面 ， 造成 疏水阀体本身损坏。 4 ． 2疏 水 阀堵 塞 疏水阀结垢 、 有异物堵塞后不疏水或者疏水性 能下降， 一般从 工艺操作参数上就能够判断 甘 I 来 ， 这主要是安装有问题 ， 一般杠杆浮球式疏水阀 自身 是不带过滤网的， 应在疏水 阀前加装管道过滤器并 在规程中规定定期清洗 。安装应保证水平 ， 使用时 保证水封 ， 另外建议选用抗污及杂质能力强 的机械 型疏 水 阀。 4 ． 3疏水阀过蒸汽 疏水阀过蒸汽 ， 即不管疏水阀中有水没水都排蒸 汽。这一般是疏水阀的质量问题 ， 使用专业的检测仪 器， 检测出过蒸汽 的一定要及时更换。疏水阀检测 仪 ， 能在线快速地检测疏水阀堵塞及漏汽情况， 并最 多能贮存 1 0 0个疏水阀的数据， 保证能源的节约。 4 ． 4疏水 阀在北 方 防冻 问题 北方 的冬季 比较冷 ， 在冬季开车的石油化工装 置 ， 许多疏水阀易被冻坏而不能正常工作 。在寒冷 地方 ， 应选用能耐冻型的疏水阀为宜 ， 因此机械型不 太适用 。如要用 ， 则需做好保温措施 ， 且不用时应及 时将设备内及疏水阀内的水排干净。其他类型虽是 抗冻的， 但在每次操作结束后也应排净设备类的积 水。另外 ， 在蒸汽和冷凝水 回收管 网正常运行情况 下 ， 疏水 阀是不会发生冻坏情况的。如果出现疏水 阀冻坏的情况， 只是蒸汽管 网长时间停车所致 。冻 坏情况通常发生在机械式疏水阀上 ， 因为机械式疏 水阀在阀体内有水存在。 在有可能发生疏水阀冻坏 的地方 ， 在疏水 阀的 选 型 上虚 从几方 面考 虑 1 材质不要选用铸铁外壳的疏水阀 ， 而选 用铸钢的。 2 在疏水阀上安装防冻阀， 这样当阀体 内冷 凝水温度降低时， 自动将水排净， 防止冻坏。 5 结束语 疏水 阀在整个蒸汽系统中被认 为是个小配件 ， 但对系统工作和经济运行影响很大 ， 所 以除了疏水 阀的选型和管道设计， 疏水 阀的维护检修和常见故 障的分析排除也是至关重要的 ， 只有充分重视疏水 阀在生产上的重要作用， 做到勤维护、 常检修 ， 使疏 水阀处在 良好的工作状态下 ， 才能保证达到最佳节 能效果和提高经济效益。 参 考 文 献 1 ] 张德姜 ， 王怀义 ， 刘绍、 Ik ．石油化工装 置工艺管道安装设计 手 册 『 M] ．北京 中国石化出版社 ， 2 0 0 7 21 H G ／ T 2 0 5 4 9 1 9 9 8化 工装置管道布置设计规定[ S ] ． 北京 全 国化工] 程建设标准编辑中心．1 9 9 9 ． 3 ] 陆德民， 张振摹 ， 黄步余石油化_ 1 ． 自动化控制设计手册 [ M] ． 2版．北京 化学工业 出版社 ， 1 9 8 8 ． 4] H G ／ T 2 0 5 7 0 --9 5工艺 系统工程设计技 术规定 [ S ] ．北京 全 国化工工程建设标准编辑中心 ， 1 9 9 5 ． 5 1 徐至钧管道工程设计与施工手册 [ M] ． 北 京 中国石化 出版 ‘ ． f 6 ] 中国寰环化学 I 程公 r 司 ．G B 5 0 3 1 6 --2 0 0 8工业金属管道设计 规范 [ S ] ．北京 中国汁划出版社 ， 2 0 0 8 ．