排气应用

本教程介绍了排气阀的多种不同应用，包括蒸汽总管、旁路、夹套容器和旋转圆筒。此外还讨论了大量排气、分组排气以及替代恒温式疏水阀等其他问题。

排气装置概述

自动排气阀是一种恒温操作的阀门，安装在蒸汽和空气（而非冷凝水）能够到达的位置。如果排气阀与具有较大质量且运行温度接近蒸汽温度的加热器紧密耦合，传导热量可能会使排气阀保持关闭状态，或至少减慢其操作速度。因此，建议任何排气阀及其连接管道应不加保温安装，以确保其正常运行。

在这种情况下，排气阀最好安装在约 300 mm 长管道的末端，该管道可以充当收集瓶，并允许从加热器蒸汽空间到排气阀之间形成温度梯度。“旋转圆筒”中提到的”集气瓶”可以这样用作空气收集装置。

当排气阀排放时，它们总是以空气/蒸汽混合物的形式排出。这通常被认为是纯蒸汽，逻辑上的结论是排气阀在泄漏。如果运行正常，排放程度最终应减少并停止。如果排气阀在长时间内持续排放而没有任何关闭迹象，则它很可能存在故障，需要进行检查和维修。

疏水阀旁路

在疏水阀周围安装手动旁路似乎是自然的做法，通常在启动时打开。由于启动时的冷凝水负荷很少超过运行负荷的两倍，而疏水阀通常具有远超此值的安全系数的冷凝水容量，旁路的真正功能似乎是排放空气。这样可以使冷凝水到达疏水阀。

桶式疏水阀周围经常设有旁路，因为其排气速度本身就很慢。只需将手动旁路阀替换为自动排气阀，即可使整个组件变得自动且高效。手动旁路容易被遗忘并保持开启状态，因此是潜在的蒸汽浪费来源。

真空破坏器

在系统停机期间，当蒸汽管道和设备内部可能出现低于大气压的压力时，可以有效使用真空破坏器。在适当的位置安装真空破坏器，将允许冷凝水靠重力流到排水疏水点。通过允许从任何蒸汽系统中完全排除冷凝水，在下次系统启动时将消除水锤的隐患。

饱和蒸汽总管

蒸汽总管实际上是一个横截面较小的长蒸汽空间。当蒸汽从供汽端开启时，它像活塞一样沿管道移动，将前面的空气推开。如模块 10 图 11.10.13 所示，在管路末端安装的排气阀将清除大部分空气。排气阀连接在管道顶部，或至少在预期冷凝水液位以上的某个点。

过热蒸汽总管

过热蒸汽总管通常只需要在启动时排气。需要能够承受高温的排气阀，因此双金属类型是最佳选择。

夹套锅

为这些应用选择排气阀位置可能很困难。溶解在冷产品中的空气在锅预热时从溶液中析出，在夹套的产品侧出现气泡。锅内壁没有气泡表明存在冷点，表示空气正在夹套内部积聚。

如果选用了错误类型的疏水阀且没有排气阀，气泡可能最后出现在夹套底部靠近冷凝水出口处，以及顶部蒸汽入口点的对面。最佳的疏水阀是带有排气阀的浮球式疏水阀，安装在锅的下方，允许冷凝水和空气靠重力流向地面，或流向收集罐和泵。排气阀最好安装在蒸汽入口点的对面高处，正规制造商会为此预留一个接口（图 11.9.1，模块 9）。

翻转锅需要带有蒸汽锁定释放功能的浮球式疏水阀，因为冷凝水通过穿过旋转接头的浸管排出。如果其中不包括排气阀，那么一个绕过疏水阀的独立排气阀将改善性能。同样，疏水阀应安装在出口下方（图 11.9.2，模块 9）。

旋转圆筒

一个特别值得关注的案例是许多加工行业中使用的干燥圆筒。一个水平圆筒通过一端的旋转接头供汽，被加工的材料与圆筒外表面接触。冷凝水通过穿过同一旋转接头或圆筒另一端类似接头的浸管排出。

对于尺寸较大的圆筒，启动时需要排出的空气量很大。正常运行期间在圆筒内部积聚的空气会导致外表面出现冷点，并产生加工不当的材料。自动排气至关重要，如果期望获得良好的效果，必须将其作为常规操作来实现。

用于此目的的最佳疏水阀是带有蒸汽锁定释放功能的浮球-恒温式疏水阀，但由于需要排出大量空气，通常仍需要单独的排气阀。

经验表明，如图 11.13.1 所示安装排气阀和冷凝水出口处的集气瓶，可以取得出色的效果。

分组排气

蒸汽设备设计师有时通过将两个或多个蒸汽空间的远端点连接起来，并安装一个排气阀来减少开支，而不是为每个蒸汽空间使用单独的排气阀。不幸的是，这种安排往往不成功。多盘管空气加热器可以由公共蒸汽集管供汽，通过单个控制阀供汽。在这种情况下，当一个部分的蒸汽到达排气阀时，排气阀关闭。存在于其他部分的空气根本无法到达排气阀使其开启。之后，排气阀体内的蒸汽冷凝并被替换。当来自含空气最少的盘管的蒸汽再次到达时，排气阀倾向于迅速关闭。其他盘管中的空气/蒸汽混合物不会被引导向排气阀位置流动。分组排气不会成功，应避免使用，就像冷凝水排放管的分组疏水一样。

超大排气阀

排气阀的容量取决于孔口的大小、阀座两侧的压差以及被排放气体的性质。在某些情况下，需要排气的蒸汽空间非常大，例如食品工业中的大型灭菌器和蒸馏釜、大型高压灭菌器、橡胶硫化容器等。需要排放的空气量可能如此之大，以至于需要并联安装大量排气阀。另一种解决方案是使用自作用温度控制系统，如图 11.13.2 所示安装。 阀门必须是适用于蒸汽服务的型号。阀门由控制系统定位，温度传感器位于阀门的下游侧。温度设定值调整为 100°C 或略低于此值。由于温度传感器处的尾管压力为大气压，如果无空气蒸汽在流经阀门后到达传感器，该点温度应为 100°C。在此温度下，阀门应刚好关闭。传感器位置的任何较低温度都意味着存在一些空气，阀门将略微开启。

以这种方式定位温度传感器，在阀门下游管线压力为大气压处，消除了阀门上游压力的影响。控制系统只需在传感器温度达到 100°C 时关闭阀门，在较低温度时打开阀门。这种安排使得使用 DN50 这样大的排气阀变得非常实际，从而能够排放大量的空气。

通过恒温式疏水阀排气

任何恒温式疏水阀，如平衡压力波纹管或膜盒式，或双金属式，都可以用作排气阀。显然，操作单元应能对温度变化做出快速反应，采用大尺寸双金属片的疏水阀可能不太适合。但是，如果恒温式疏水阀主要用于排放冷凝水，它的排气效果如何？

由于疏水阀在蒸汽开启时启动阶段是打开的，它会排放被推向它的空气。

然而在正常运行期间，疏水阀作为排气阀的效果可能没有那么好。作为疏水阀，它会在略低于饱和温度时关闭以阻止冷凝水。因此，如果疏水阀入口侧存在水封，空气和任何其他不凝性气体将被冷凝水暂时封闭在工艺蒸汽空间中。

当疏水阀处的冷凝水最终失去部分热量时，疏水阀才会打开，排放冷凝水和冷却的空气/蒸汽混合物。

通过疏水阀从蒸汽空间释放空气的最有效方法是使用带有内置排气阀的浮球式疏水阀。由于冷凝水应始终能到达疏水阀，在正常运行期间，不凝性气体通向整体排气阀的通道不会被阻挡。

必须明确的是，用于排放空气/蒸汽混合物的自动装置，无论被描述为疏水阀还是排气阀，最好安装在疏水阀水位以上的位置。在所有其他情况下，添加排气阀（安装在空气/蒸汽混合物在所有条件下都能到达的位置）可以带来与其额外成本极不成比例的有益效果。