如何在低压或真空下排除冷凝水
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当蒸汽由在气态放热,会变成液态,其体积也会发生急剧的缩小,如果没有足够的蒸汽补充,换热空间将变成负压,导致冷凝水无法通过蒸汽疏水阀顺畅排放。
我们知道,蒸汽疏水阀的排水能力是依靠疏水阀前后的压差来工作的,如果疏水阀前管道和容器为负压,冷凝水将难以被排放到大气压状态的外部环境。
在蒸汽工程实践上,瓦特蒸汽工程师通常会在疏水阀前增设一段垂直下降管道,以便在疏水阀上产生一定的静压头,使得冷凝水在疏水阀前后压力一致时,能依靠冷凝水的自重排除,这段静压头一般大于300mm.
瓦特破真空器可以破除由于冷凝而引起的真空,在正常工作条件下破真空器的不锈钢钢球坐在阀座上,出现真空后,小钢球离开阀座,外部空气进入系统。使得疏水阀前后压力均为大气压,冷凝水在静压头的作用下排出。
破真空器最普遍的应用是加热和工艺制程设备上,如夹套煮锅和换热器,这些设备关闭后,仍包含一定数量的蒸汽,蒸汽冷凝后就形成了真空,真空会损坏设备,因此有必要在这些设备的蒸汽入口安装破真空器。同样情形也可以发生在蒸汽主管和锅炉内。
真空导致的排水不畅也普遍应用于有温控的换热器上。换热器排水不畅导致的冷凝水滞留,在冷凝水排向大气的较小换热器的蒸汽进口处安装破真空器,可以避免冷凝水滞留发生,当蒸汽空间内产生真空后破真空器打开,冷凝水在静压头的作用下经由疏水阀排出。
一般情况下,我们并不希望蒸汽空间内有空气,因为空气会阻止热量的传递,降低换热器的效率,在大型换热器上这将会成为一个问题,使用破真空器克服冷凝水滞留的同时,必 须考虑空气的集聚、捕捉和排放,配合使用热静力排气阀可以提供一定的帮助。
如果冷凝水经蒸汽疏水阀排出后,提升至较高的冷凝水回收管,破真空器就不能帮助排水了,这种情况下就需要采取其他积极有效的方法排出冷凝水,例如可以采用瓦特泵阀组合。
使用蒸汽泵和蒸汽疏水阀串联,当冷凝水的压头可以克服疏水阀的背压时,蒸汽疏水阀正常工作,依靠压差工作。当冷凝水的压头不足以克服疏水阀后背压时,冷凝水无法正常排放二导致集聚,集聚的冷凝水液位将触发蒸汽泵,通过引入动力蒸汽进行局部增压,将冷凝水排出。