APT14HC 自动泵疏水阀

APT14HC-AUTOMATIC-PUMP-TRAP

APT14HC 自动泵疏水阀

Specification

APT14HC 自动泵疏水阀

斯派莎克 APT14HC 是一款法兰连接、蒸汽驱动的自动泵疏水阀,用于在普通重力排水或压差排水不可靠时,从工艺装置中排除冷凝水。它将容积式集水室、自动疏水功能和压力驱动泵送功能集成在一个 PN16 装置中。当工艺压力充足时,冷凝水可通过疏水机构排出。当工艺压力降至回水系统背压以下时,集水室充满,内部速动机构引入动力蒸汽,并将冷凝水泵入回水管线。因此,APT14HC 适用于温控设备、封闭式冷凝水回收系统、真空工况,以及采用电动泵会带来不必要电气问题或汽蚀问题的装置。

APT14HC 安装布置,显示装有疏水阀的驱动蒸汽供应管线、冷凝水入口、冷凝水出口和回流管线
官方安装布置图,展示 APT14HC 在冷凝水回收系统中的应用。图中装置配有带疏水措施的动力蒸汽供应管线和独立的回水管线。

APT14HC 为何是一项独特的选型

其决定性选型特点是较大的法兰工艺流道:文件所述的 APT14HC 配置采用 DN50 入口和 DN40 出口,而该产品系列中的其他产品采用较小或不同的接口布置。本页面的本地整机参考信息指定了 PN16 法兰版本、1/2 inch BSP 动力蒸汽接口和材料代码 16120456。该具体配置是本页面提供的唯一选项。订购前,必须结合实际换热器或工艺设备,确认压力等级、工艺接口尺寸和出口止回阀要求。

该装置由饱和或过热动力蒸汽驱动,其泵送循环不需要电能。内部泵机构采用不锈钢单拉力弹簧和速动连杆机构。两个不锈钢浮球驱动两级疏水机构。这种布置使 APT14HC 能够随着冷凝水液位和系统压力的变化快速切换状态,无需外部轴封或填料函。文件所述设计是一种压力驱动式冷凝水解决方案,而非通用电动输送泵,因此其适用性取决于动力压力、总背压、可用安装压头和冷凝水负荷。

泵疏水阀循环的工作原理

在循环的充水阶段,冷凝水通过入口旋启式止回阀进入并使浮球上升。如果工艺压力能够克服回水压力,两级疏水机构便会开启,装置作为自动疏水阀工作。如果工艺压力低于总背压,冷凝水会留在主腔室内,而不会倒灌进入工艺设备。随后,上升的浮球驱动切换连杆机构:动力入口开启,排气口关闭。动力蒸汽使腔室内的压力升至回水压力以上,并迫使冷凝水通过出口疏水阀座排出。

随着液位下降,机构关闭动力入口并开启排气口。腔室压力通过排气接口达到平衡,新的充水循环随即开始。只要整个系统的选型和安装正确,这种工作原理便可使 APT14HC 处理发生失流的换热器和其他低压差工况,包括全真空应用。文件所述的标称泵排量为每个循环 8 litres。必须根据安装压头、动力压力、总背压、工艺压力和所需冷凝水负荷核算实际应用能力,而不能仅根据标称循环容积进行推断。

应用和运行边界

当工艺设备必须在压力变化或降至冷凝水回水压力以下时排水,APT14HC 是一种合理的解决方案。典型工程评估对象包括温控换热器、空气加热设备、真空设备、封闭式冷凝水系统,以及冷凝水积存可能降低传热效率或导致工艺运行不稳定的低位布置。压力驱动循环还可避免常规电动泵送装置相关的电机、液位开关和高温冷凝水汽蚀问题。

该装置可安全用于全真空工况,但真空工作能力并不意味着无需确定回水管道尺寸或正确连接平衡管。出口管线必须按换热器满负荷工况、闪蒸汽以及排入同一回水管线的任何其他设备进行选型。在 APT14HC 出口法兰与连接管道法兰之间,必须单独安装一个 DN40 DCV10 圆盘式止回阀。这是所选型号的安装要求,应列入系统物料清单。

动力供应必须得到可靠控制并保持干燥。安装手册建议动力压力通常应比背压高 3 至 4 bar g,但该产品可使用最高 13.8 bar g 的动力压力。动力管线必须设置疏水和排水措施,并应保持随附的 100 mesh 过滤器畅通。平衡管从排气口连接到被排水设备的冷凝水出口侧,并且必须连接至冷凝水管顶部。这些细节属于功能要求:平衡管堵塞、动力供应带水、接口方向错误或过滤器受阻,都可能导致循环无法正常运行。

选型关键参数

  • 法兰连接的 PN16 工艺接口:DN50 入口 x DN40 出口。
  • 符合 EN JS 1025 或 ASTM A395 的 SG 铸铁阀体和阀盖。
  • 最大动力入口压力:13.8 bar g。
  • 标准泵最大背压:5 bar g;如需更高背压,请咨询 斯派莎克。
  • 饱和或过热蒸汽工况下的最高工作温度:13.8 bar g 时为 198 C。
  • 环境温度范围:-10 C 至 200 C;更低温度工况需进行咨询。
  • 可安全用于全真空工况。
  • 标称泵排量:每个循环 8 litres。
  • 安装压头:最低 0.2 m,此时容量降低;建议为 0.3 m;建议最高为 1 m。
  • 装置近似重量:65 kg;阀盖维护时应至少预留 275 mm 的抽出距离。

安装和订购检查

选择斯派莎克 APT14HC之前,应收集从泵底座到工艺出口的安装压头、动力蒸汽压力、冷凝水回水总背压、工艺工作压力、最大蒸汽或冷凝水负荷,以及相关二次流体的最低和最高温度。全容量选型取决于具体应用。不得将 8 litre 的循环容积视为保证流量。

从泵底座起应至少提供 0.2 m 的安装压头;建议为 0.3 m,技术资料中建议的最高高度为 1 m。入口管应为排放循环提供储液空间,其位置应至少低于工艺出口一个管径,同时尽可能高于泵入口。如果冷启动期间入口止回阀发生水力脉动,可能需要使用节流隔离阀。

订购前请确认法兰标准。技术资料列出了 PN16、JIS/KS 10 和 ASME 150 法兰连接选项,而本页面的本地整机参考配置为 PN16,并配有 1/2 inch BSP 动力蒸汽接口。阀体和阀盖的化学镀镍处理以及液位观察计预留属于可选配置,必须在订购时指定;标准装置无法后期加装液位观察计。如在订购时说明认证要求,可提供 EN 10204 3.1 认证。

如需了解更广泛的选型背景,请返回机械式冷凝水泵。如需了解压力驱动式冷凝水排除原理和相关应用选择,请查看冷凝水泵专题。如果工况采用常规集水器主导的回水方式,而不是泵疏水阀循环,请比较电动冷凝水泵

调试前需要确认的事项

检查工艺入口、冷凝水出口、动力蒸汽和排气接口是否符合流向箭头和端口标记。确认动力蒸汽管线已设置疏水、排水和过滤措施;冷凝水入口过滤器洁净;平衡管畅通且未积水;DN40 DCV10 位于出口法兰之间的中心位置,且其流向箭头指向回水方向。安装或维护前,应隔离所有蒸汽和冷凝水管线并安全泄压,使高温部件冷却,并由具备资质的人员执行吊装和调试。必须针对动力蒸汽导致的温升、蒸汽通过平衡管倒流的可能性、视镜温度梯度以及任何危险或爆炸性工艺介质,对整个装置进行评估。

完成这些检查后,应根据已确认的法兰标准、动力接口和应用选型数据订购斯派莎克 APT14HC。这些检查可确保本页面专门对应文件所述型号及其法兰连接整机配置,而不是仅凭相似的型号名称或公称管径进行替代。

说明

APT14HC 是一款额定压力为 PN16 的法兰连接容积式集水器。它根据管道条件自动进行疏水或泵送,并由饱和或过热动力蒸汽驱动。它用于在包括真空在内的运行条件下,从工艺装置中排除冷凝水。

动力蒸汽的定义

在本文档中,动力蒸汽是指用于驱动泵疏水阀的饱和蒸汽或过热蒸汽。

设计、标准和认证

  • 壳体按照 A.D. Merkblatter/ASME VIII 设计。
  • 该产品符合 European Pressure Equipment Directive 2014/68/EU 和 ATEX Directive 的适用要求,并在需要时带有相关标志。
  • 可提供 EN 10204 3.1 认证。认证和检验要求必须在订购时说明。

尺寸和接口

项目APT14HC 数据
阀体材料SG 铸铁
工艺接口法兰连接的 DN50 入口 x DN40 出口
法兰标准EN 1092 PN16、JIS 10 (JIS B 2210)、KS 10 (KS B 1511) 或 ASME B 16.5 150,具体取决于所选接口
动力 / 排气DN15 (1/2 in),BSP T Rp (ISO 7-1) 或 NPT
视镜接口DN15 (1/2 in),BSP T Rp (ISO 7-1) 或 NPT
排水接口DN10 (3/8 in),BSP T Rp (ISO 7-1) 或 NPT

压力和温度限值

限值公制值说明
阀体设计条件PN16
最大动力入口压力13.8 bar g200 psi g
PMA 最大允许压力120 C 时为 16 bar g248 F 时为 232 psi g
TMA 最大允许温度12.8 bar g 时为 300 C186 psi g 时为 572 F
最低允许温度-10 °C如需更低温度,请咨询 斯派莎克。
PMO 最大工作压力198 °C 时为 13.8 bar g饱和和过热蒸汽工况
标准泵最大背压5 bar g如需更高背压,请咨询 斯派莎克。
TMO 最高工作温度13.8 bar g 时为 198 C饱和和过热蒸汽工况
环境温度限值-10 C 至 200 C
真空可安全用于全真空工况
最大冷态水压试验压力24 bar g这是试验压力,并非工作限值。

充水压头和安装压头

条件数值
泵上方建议充水压头从集水器 / 工艺设备底部起为 0.3 m
最低安装压头从泵底座起为 0.2 m;此时容量降低
建议的最大安装压头从泵底座起为 1 m;如需更高压头,请咨询 斯派莎克

材料

零件材料材料标准或牌号
阀盖SG 铸铁EN JS 1025 或 ASTM A395
阀盖垫片带不锈钢嵌件的石墨层压材料
阀体SG 铸铁EN JS 1025 或 ASTM A395
阀盖螺栓不锈钢ISO 3506 Gr. A2 70
泵杠杆、浮球和疏水阀杠杆不锈钢BS 1449 304 S15
入口止回阀阀座不锈钢AISI 420
入口止回阀阀瓣不锈钢BS 3146 ANC 4B
泵机构支架不锈钢BS 3146 ANC 4B
泵弹簧不锈钢BS 2056 302 S26 Gr. 2
排气阀座不锈钢BS 970 431 S29 或 ASTM A276 431
排气阀不锈钢BS 3146 ANC 2
阀座垫片不锈钢BS 1449 409 S19
执行臂不锈钢BS 3146 ANC 2
排放塞DIN 17440 1.4571
动力介质过滤器SG 铸铁
外置 DCV10 出口止回阀不锈钢DN40 冷凝水出口需要此部件

疏水阀机构材料

零件材料材料标准或牌号
疏水阀第二级阀不锈钢ASTM A276 440 B
疏水阀壳体不锈钢BS 3146 ANC 2
开口销不锈钢BS 1574
疏水阀壳体螺栓不锈钢BS 6105 A4 80
疏水阀第一级阀不锈钢BS 970 431 S29 或 ASTM A276 431
O 形圈EPDM

尺寸和重量

近似尺寸以 millimetres (inches) 表示,重量以 kilograms (pounds) 表示。A、B、C、D、E、F 和 G 对应尺寸图;H 为阀盖拆卸距离,I 为法兰尺寸,J 为泵高度。

尺寸PN16JIS / KS 10ASME 150
A512 mm (20.1 in)506 mm (19.9 in)524 mm (20.6 in)
B198 mm (7.7 in)
C270 mm (10.6 in)
D400 mm (15.7 in)
E335 mm (13.1 in)
F261 mm (10.2 in)
G57 mm (2.24 in)
H 拆卸距离275 mm (10.8 in)
I31.5 mm (1.2 in)31.5 mm (1.2 in)45 mm (1.8 in)
J198 mm (7.8 in)
重量约 65 kg (143 lb)

额定排量

有关完整排量详情,请就具体应用咨询 斯派莎克。选型需要考虑安装压头、可用动力蒸汽压力、冷凝水回流总背压、工艺操作压力、最大热负荷以及相关二次流体温度。

型号泵每循环排量
APT14HC8 litres

如何指定和订购

泵式疏水阀应为 斯派莎克 APT14HC 型自动泵式疏水阀,由最高 13.8 bar g 的蒸汽驱动。无需电能。阀体应采用符合 EN JS 1025 并同时通过 ASTM A395 认证的球墨铸铁,并配备旋启式入口止回阀。内部疏水阀机构应包含连接至两级疏水阀的双不锈钢浮球,内部泵机构应为不锈钢单拉簧速动装置,不设外部密封件或填料函。

本地完整设备参考示例:一台 APT14HC 自动泵式疏水阀,DN50 x DN40,EN 1092 PN16 法兰连接,配有 1/2 inch BSP 动力蒸汽接口,材料代码 16120456。

可选附件

  • 阀体和阀盖可指定采用化学镀镍。必须在下单时注明此要求。
  • 阀体可进行钻孔、攻丝和封堵处理,以便安装液位观察计。必须在订购时指定此项预处理;标准设备无法后期加装液位观察计。

安装与维护指南

本针对目标范围编制的指南重新整理了 APT14HC 官方说明书 IM-P612-04 CMGT Issue 15。完整英文手册仍可作为产品附件获取。安装、调试和维护必须由具备资质的人员按照当地法规和现场规程执行或监督。

1. 安全信息

隔离和压力:安装或维护前,应隔离所有蒸汽、冷凝水和动力介质管路。将内部和管路中的残余压力安全地释放至大气。不得因压力表读数为零而认定系统已泄压。应考虑采用双重隔离、锁定或标记关闭的阀门,并以受控方式开启隔离阀。

温度:隔离后,应等待产品及连接管道冷却。在最高允许操作条件下,外表面温度可达到 200 C。该产品不能自行排液,因此拆卸或移除时应格外小心。

搬运:搬运约 65 kg 的设备前,应评估其质量和起吊环境。如配有起吊孔,使用时的风险和责任完全由购买方承担。应选择合适的起吊装置,并确保操作人员具备相应资质。

工艺危害:针对化学品、温度、压力、坠落物体以及眼部或面部危害,应穿戴适当的防护装备。如果泵送可能发生爆炸的介质,应使用不含氧气的惰性动力介质。应评估冷凝水温升、蒸汽经平衡管回流以及任何观察镜承受的温度梯度。

2. 一般产品信息

APT14HC 是一款 PN16 法兰连接的容积式集液器,由饱和或过热动力蒸汽驱动。它可根据管路状况自动执行疏水或泵送,并能在真空条件下排除冷凝水。阀体和阀盖采用球墨铸铁。可选的化学镀镍和液位观察计预处理必须在订购时指定;标准设备无法后期加装液位观察计。

2.1 压力和温度限制

限值APT14HC 数值
最大动力入口压力13.8 bar g (200 psi g)
最大允许压力在 120 °C 时为 16 bar g (在 248 °F 时为 232 psi g)
最高允许温度在 12.8 bar g 时为 300 °C(在 186 psi g 时为 572 °F)
最低允许温度-10 °C(14 °F);如需更低温度,请咨询 斯派莎克
最高工作压力在 198 °C 时为 13.8 bar g(在 388 °F 时为 200 psi g)
标准泵最高背压5 bar g(72.5 psi g);如需更高背压,请咨询 斯派莎克
最高工作温度在 13.8 bar g 时为 198 °C(在 200 psi g 时为 388 °F)
环境温度-10 °C 至 200 °C(14 °F 至 392 °F)
最大冷态水压试验压力24 bar g(348 psi g)

3. 工作原理

  1. 冷凝水通过入口旋启式止回阀进入,并使双浮球上升。
  2. 当工艺压力足以克服总回流背压时,两级疏水阀开启并排出冷凝水。
  3. 当工艺压力低于回流背压时,冷凝水充满腔体并使浮球上升,直至切换连杆机构动作。
  4. 驱动介质入口开启,排气口关闭。驱动蒸汽使腔体压力升至总背压以上,并迫使冷凝水通过出口疏水阀阀座。
  5. 随着液位下降,驱动介质入口关闭,排气口开启。
  6. 腔体压力通过排气管线达到平衡,随后重新开始充液和疏水循环。

出口必须在泵出口法兰与连接管道法兰之间安装单独的 DN40 DCV10 圆盘式止回阀。方向箭头必须指向冷凝水流动方向。

4. 安装警告

  • 当驱动蒸汽温度远高于冷凝水温度时,应根据由此产生的温差设计下游系统。
  • 可靠控制驱动压力,确保系统及所连接设备的温度保持在其允许限值内。
  • 评估蒸汽通过平衡管线回流的可能性,并确保上游设备能够承受驱动蒸汽温度。
  • 应根据最高温度蒸汽与最低温度冷凝水之间的最大温度梯度选用视镜。

5. 安装布置

APT14HC 安装布局,包含装有疏水阀的驱动蒸汽供应管线、100 mesh 过滤器、平衡管线、冷凝水储液器、DN40 DCV10 和安装压头尺寸
官方安装手册中的 APT14HC 系统布置。图中显示了装有疏水阀和过滤器的驱动介质供应管线、平衡管线、入口储液器、0.2 m 最小安装压头、建议的 0.3 m 安装压头、建议的 1 m 最大安装压头,以及出口法兰之间的 DN40 DCV10。

5.1 入口管道

入口管道的尺寸应能够在泵排放循环期间积存冷凝水,并防止冷凝水倒灌至工艺设备。对于 APT14HC,应为 8 litre 循环容量设置储液器。储液器应位于工艺出口下方至少一个管径处,同时尽可能高于泵入口,最高不超过 1 m。在冷凝水入口安装 斯派莎克 Y 型过滤器,并保持滤网清洁。

5.2 安装压头

从泵底部算起,应至少提供 0.2 m 的安装压头;在最小安装压头下,泵的能力会降低。建议的安装压头为 0.3 m,建议的最大安装压头为 1 m。冷态启动期间,入口止回阀可能发生液压脉动;可使用节流隔离阀降低充液压力。

5.3 连接

DN50 工艺入口连接至待排水设备,DN40 出口连接至冷凝水回流管线。请遵循流向箭头。将标有 S 的 DN15(1/2 in)接口连接至装有疏水阀的驱动蒸汽供应管线。通过合适的蒸汽疏水阀持续排放该管线,并使用随附的 100 mesh 过滤器保持管线清洁。将标有 E 的 DN15(1/2 in)接口作为平衡管线接回,并尽可能靠近设备的冷凝水出口。将平衡管线连接至冷凝水管道顶部,并确保其保持畅通且不发生积水。

5.4 出口管道

应根据换热器满负荷工况下产生的闪蒸汽以及排入回流管线的任何其他设备确定出口管道尺寸。将单独的 DN40 DCV10 居中安装在出口法兰之间,两侧均安装垫片,并使流向箭头指向冷凝水流动方向。有关单独的 DCV10 维护和技术信息,请参阅 IM-P601-32。

5.5 压力表和驱动压力

建议在驱动介质供应管线、冷凝水入口和冷凝水出口安装压力表。虽然 APT14HC 可使用最高 13.8 bar g 的驱动压力,但驱动压力通常应比背压高 3 至 4 bar g。如果使用减压阀,应考虑脉动流。驱动介质供应管线必须通过合适的蒸汽疏水阀排水,以确保驱动蒸汽保持干燥。

6. 调试

  1. 确认工艺入口、冷凝水出口以及驱动介质/排气连接符合安装布置和流向箭头。
  2. 缓慢开启驱动蒸汽入口。确认蒸汽供应管线已安装疏水阀、已排水并已过滤,同时确认排气/平衡管线畅通且不受限制。
  3. 缓慢开启冷凝水入口和排放隔离阀,使冷凝水充满泵体。
  4. 工艺运行时,该装置应在可用压力条件下将冷凝水排入回流管线。
  5. 如果装置不运行,在使用故障排查指南之前,应重新检查驱动压力与总背压的关系、连接方向、过滤器、安装压头和平衡管线状况。

7. 维护

根据具体应用定期检查 APT14HC。维护前,应隔离所有蒸汽和冷凝水管线、释放残余压力、等待高温部件冷却,并穿戴合适的防护服。快速动作机构可能突然移动;应小心操作端盖组件和内部机构。

7.1 端盖组件的拆卸和检查

  1. 断开端盖上的连接,并使用正确的套筒拆下端盖螺栓。
  2. 将端盖组件从泵体上滑出。APT14HC 至少需要留出 275 mm 的抽出距离,然后将端盖抬至稳固的工作台面,避免损坏垫片密封面。
  3. 检查机构是否存在污物、水垢和损坏,并确认其能够自由运动。检查弹簧、阀门、浮球、入口旋启式止回阀阀瓣和两级疏水阀模块。
  4. 使用原厂备件更换损坏或失效的部件,并遵循完整手册中的详细程序。

7.2 重新组装

在需要处安装新垫片,并仔细对齐端盖和泵体的垫片密封面。使用 19 mm A/F 套筒,按顺序以相对成对方式拧紧端盖螺栓,并逐渐将 M12 x 45 螺栓的扭矩增加至 63 ± 5 N m(46.5 ± 4 lbf ft)。如果相应维修程序要求操作泵支架 M8 螺栓,则使用 13 mm A/F 套筒将其拧紧至 18 ± 2 N m。将驱动介质管线和排气管线重新连接至标有 S 和 E 的接口,并在重新调试前恢复安装驱动介质供应过滤器及其 100 mesh 滤网。

8. 故障排查指南

安装和故障排查必须由合格人员执行。首先检查以下事项:所有隔离阀均已开启;冷凝水入口和驱动介质供应过滤器均清洁;安装压头大于 0.2 m;驱动压力高于总背压;平衡管线已连接至设备出口且无阻塞;流动方向正确。

症状可能原因检查或补救措施
APT14HC 启动时无法运行无驱动压力确认驱动压力高于总背压、供应管线未被隔离且驱动介质过滤器清洁。
APT14HC 启动时无法运行入口关闭或 S/E 连接不正确开启冷凝水入口,并确认驱动介质连接至 S、排气管线连接至 E。
装置循环运行时设备被淹没装置选型过小根据应用选型表或图表核对系统参数,并咨询 斯派莎克。
设备被淹没且装置停止运行平衡管线、入口管线或出口管线堵塞疏通平衡管线,清洁相关过滤器,并检查回流管线是否堵塞。
设备被淹没且装置停止运行机构损坏、驱动介质阀泄漏或弹簧断裂安全隔离后,按照维护程序检查机构、驱动介质入口阀、弹簧和浮球。
冷态启动期间发生振颤入口止回阀处发生液压脉动降低安装压头,或在冷凝水入口安装节流阀。
排放后回流管线中发生振颤新鲜蒸汽进入排放管线确保驱动介质供应管线上的疏水阀排入未被淹没的回流管线,并确保回流管线尺寸足够。

9. 处置和退回

手册中未发现危险结构材料。请按照当地要求回收或处置废弃材料。退回产品前,请提供有关污染残留物、机械损坏以及任何相关健康、安全或环境危害的书面信息。

联系技术团队

如需产品选型、技术资料或备件指导,请联系斯派莎克。