机械式蒸汽疏水阀

机械式蒸汽疏水阀依靠蒸汽和冷凝水之间的密度差来运行。它们可以连续排放大量冷凝水，适用于广泛的工艺应用。类型包括浮球式和倒吊桶式蒸汽疏水阀。本教程考虑了两种类型的运行和优势。

浮球式蒸汽疏水阀

浮球式疏水阀通过感知蒸汽和冷凝水之间的密度差来运行。在图 11.3.1 所示的疏水阀中，到达疏水阀的冷凝水将使浮球上升，将阀从阀座上提起并释放冷凝水。如图所示，阀始终被淹没，蒸汽和空气都不会通过它，因此这种早期的疏水阀使用阀体顶部的手动旋塞排气。现代疏水阀使用恒温排气阀，如图 11.3.2 所示。这允许初始空气通过，同时疏水阀也在处理冷凝水。 自动排气阀使用与恒温式蒸汽疏水阀相同的平衡压力膜盒元件，位于冷凝水液位以上的蒸汽空间中。释放初始空气后，它保持关闭，直到空气或其他不凝性气体在正常运行期间积聚，通过降低空气/蒸汽混合物的温度使其打开。恒温排气阀提供了在冷启动时显著增加冷凝水容量的额外好处。

过去，如果系统中存在水锤，恒温排气阀是一个薄弱环节。如果水锤严重，浮球本身也可能损坏。然而，在现代浮球式疏水阀中，排气阀是紧凑、非常坚固的全不锈钢膜盒，浮球上使用的现代焊接技术使整个浮球-恒温式蒸汽疏水阀在水锤情况下非常坚固和可靠。

在许多方面，浮球-恒温式疏水阀最接近理想的蒸汽疏水阀。它将在冷凝水形成时立即排放，无论蒸汽压力如何变化。 浮球-恒温式蒸汽疏水阀的优点

• 疏水阀在蒸汽温度下连续排放冷凝水。这使其成为加热面积有限但传热速率高的应用的首选。
• 它能够同样好地处理大或小的冷凝水负荷，不受压力或流量大幅度和突然波动的影响。
• 只要安装了自动排气阀，疏水阀能够自由排气。
• 它的容量相对于其尺寸来说很大。
• 具有蒸汽锁定释放阀的版本是唯一完全适用于可能发生蒸汽锁定情况的疏水阀类型。
• 它具有耐水锤性。 浮球-恒温式蒸汽疏水阀的缺点
• 虽然不如倒吊桶式疏水阀敏感，浮球式疏水阀可能因严重冰冻而损坏，如果要安装在暴露位置，阀体应加保温，和/或辅以小型补充恒温排放疏水阀。
• 与所有机械式疏水阀一样，需要不同的内部件才能在不同的压力范围内运行。设计用于较高压差运行的疏水阀具有较小的孔口以平衡浮球的浮力。如果疏水阀承受高于设计的压差，它将关闭并无法通过冷凝水。

倒吊桶式蒸汽疏水阀

倒吊桶式蒸汽疏水阀如图 11.3.3 所示。顾名思义，机构由一个通过杠杆连接到阀的倒桶组成。疏水阀的一个重要部分是桶顶部的小排气孔。图 11.3.3 显示了运行方法。在 (i) 中，桶下垂，将阀从阀座上拉开。冷凝水从桶底下方流入阀体并通过出口流出。在 (ii) 中，蒸汽的到来使桶产生浮力，它上升并关闭出口。在 (iii) 中，疏水阀保持关闭，直到桶中的蒸汽冷凝或通过排气孔冒泡到疏水阀阀体顶部。然后它下沉，将主阀从阀座上拉开。积聚的冷凝水被释放，循环重复。 在 (ii) 中，启动时到达疏水阀的空气也会给桶提供浮力并关闭阀门。桶的排气孔对于允许空气逃逸到疏水阀顶部以便最终通过主阀座排放至关重要。孔和压差都很小，因此疏水阀排气相对缓慢。同时，它必须通过（因此浪费）一定量的蒸汽，疏水阀才能在空气清除后运行。在疏水阀外部安装并联排气阀将减少启动时间。 倒吊桶式蒸汽疏水阀的优点

• 倒吊桶式蒸汽疏水阀可以制成耐高压。
• 与浮球-恒温式蒸汽疏水阀一样，它对水锤工况有良好的耐受性。
• 可在入口安装止回阀后用于过热蒸汽管路。
• 失效模式通常为打开，因此在需要此特性的应用上更安全，例如涡轮机排水。 倒吊桶式蒸汽疏水阀的缺点
• 桶顶部的小孔意味着此类疏水阀只能非常缓慢地排放空气。孔不能扩大，因为在正常运行期间蒸汽会过快通过。
• 疏水阀体内应始终有足够的水作为桶唇周围的密封。如果疏水阀失去水封，蒸汽可能通过出口阀浪费。这经常发生在蒸汽压力突然下降的应用中，导致疏水阀体中的部分冷凝水”闪蒸”成蒸汽。桶失去浮力下沉，允许活蒸汽通过疏水阀孔口。只有当足够的冷凝水到达疏水阀时，水封才会重新形成，防止蒸汽浪费。
• 如果倒吊桶式疏水阀用于可能发生设备压力波动的应用，应在疏水阀前的入口管线上安装止回阀。蒸汽和水可以沿所示方向自由流动，而反向流动是不可能的，因为止回阀会被迫压在其阀座上。
• 过热蒸汽的较高温度可能导致倒吊桶式疏水阀失去水封。在这种条件下，疏水阀前的止回阀应视为必不可少。一些倒吊桶式疏水阀标准配置就带有整体止回阀。
• 如果安装在暴露位置且环境温度低于零度，倒吊桶式疏水阀可能因冰冻而遭受损坏。与其他类型的机械式疏水阀一样，如果条件不太恶劣，适当的保温可以克服这个问题。如果预期环境温度远低于零度，那么考虑使用更坚固的疏水阀可能是明智的。对于总管排水，热动力式疏水阀将是首选。
• 与浮球式疏水阀一样，倒吊桶式疏水阀中的孔口设计用于最大压差运行。如果疏水阀承受高于设计的压差，它将关闭并无法通过冷凝水。有多种孔口尺寸可供选择，以覆盖广泛的压力范围。