疏水阀计算选型表

蒸汽疏水阀选型的安全系数考量
瓦特节能过去40年的疏水阀使用经验表明，为了适应冷凝水负荷的变化，特别是起机负载和低压排放所面临的疏水阀排量变化，需要应对计算得出的冷凝水负荷增加一定的安全系数。

安全系数选择的错误会影响到疏水阀的正常工作，下表为根据经验列出的大多数应用中采纳的安全系数。

上表中表明在一般情况下安全系数至少为2，对于一些温度控制系统则安全系数需为3。

实际上很难确定一个精确的安全系数。

瓦特节能的经验是在大多数情况下，疏水阀将能够排出比计算的起到负荷更多的凝结水。

如果安全系数过大，就有可能选型过大，意味着疏水阀的泄漏量增加和疏水阀寿命的影响，以及采购成本的提高。

而过小的疏水阀安全系数意味着疏水阀就会选型过小，过长的起机时间和换热器的积水。

如果安全系数过小，无法根据要求迅速除去冷凝水和空气，降低了设备效率。

疏水阀安全系数（n）推荐值Gcal：计算的凝结水量，kg/hW1 W1：钢管和阀门的总重，kgW2：用于钢管和阀门的保温材料重量，kgC1：钢管的比热，kj/kg*℃碳素钢：C1＝0.469合金钢：C1=0.4860C2：保温材料的比热，，或取C2＝kj/kg*℃kj/kg*℃0.837△t1：管材的升温速度，℃/min 一般取△t1＝5℃/min△t2：保温材料的升温速度，℃/min 一般取△t2＝△t1/2i1：工作条件下过热蒸汽的烩或饱和蒸汽的焓，kj/kgi2：工作条件下饱和水的焓，kj/kgGr：需要的排水量，kg/hQ总：所需蒸汽的总量，kj/hQ：蒸汽管道散热量，kj/h 一般为蒸汽总量的3-5％n：安全系数（见后表）H：疏水阀与凝结水槽之间的位差，或疏水阀与出口最高管系之间的位差（两者取最大值），mP3：凝结水槽内的压力或界区要求的压力，Mpa（表压）△Pe：每米管道的摩擦阻力，Mpa/mL：管道长度及管件当量长度之和，m△P：疏水阀的工作压差，MpaP1：疏水阀的工作压力，Mpa（表压）疏水阀的排水量与△P成正比Gmax：疏水阀的最大排水量，kg/hf：背压使疏水阀排水量下降率，％Gr：需要的排水量，kg/h情感语录1.爱情合适就好，不要委屈将就，只要随意，彼此之间不要太大压力2.时间会把最正确的人带到你身边，在此之前，你要做的，是好好的照顾自己3.女人的眼泪是最无用的液体，但你让女人流泪说明你很无用4.总有一天，你会遇上那个人，陪你看日出，直到你的人生落幕5.最美的感动是我以为人去楼空的时候你依然在6.我莫名其妙的地笑了，原来只因为想到了你7.会离开的都是废品，能抢走的都是垃圾8.其实你不知道，如果可以，我愿意把整颗心都刻满你的名字9.女人谁不愿意青春永驻，但我愿意用来换一个疼我的你10.我们和好吧，我想和你拌嘴吵架，想闹小脾气，想为了你哭鼻子，我想你了11.如此情深，却难以启齿。

4.2 疏水阀的规格参数确定4.2.1 排水量的确定a) 凝结水量1) 对于连续操作的用汽设备，计算凝结水量(G cal)应采用工艺计算的最大连续用汽量；对于间断操作的用汽设备，(G cal)应采用操作周期中的最大用汽量。

2) 当开工时的用汽量大于上述数值时，可按具体情况加大安全系数[见下述第b)条款]，或通过排污阀排放凝结水，或再并联一个疏水阀。

3) 蒸汽管道、蒸汽伴热管的疏水量可取正常运行时产生的凝结水量计算值。

如果在开工时产生的凝结水量大于计算值，可通过排污阀排放。

4) 蒸汽管道及阀门在开工时所产生的凝结水量式中G cal——计算的凝结水量，kg/h；W1——钢管和阀门的总重，kg；W2——用于钢管和阀门的保温材料重量，kg；C1——钢管的比热容，kJ/(kg·k)碳素钢C1=0.502合金钢C1=0.486C2——保温材料的比热容，kJ/(kg·k)或取C2=0.837Δt1——管材的升温速度，℃/min一般取△t1=5℃/minΔt2——保温材料的升温速度，℃/min一般取Δt2=Δt1/2i1——工作条件下过热蒸汽的焓或饱和蒸汽的焓，kJ/kg；i2——工作条件下饱和水的焓，kJ/kg。

5) 正常工作时蒸汽管道的凝结水量：式中Q——蒸汽管道散热量，kJ/h；G cal、i1、i2同式(4.2-1)。

6) 表4.2-1 为蒸汽伴管用汽量的经验数值。

b) 安全系数由于疏水阀最大排水能力是按照连续正常排水测得的，计算求得的设备或管道凝结水应乘以安全系数(n)。

安全系数受下列因素影响：1) 疏水阀的操作特性；2) 估计或计算凝结水量的准确性；3) 疏水阀的进出口压力。

如果凝结水量及压力条件可以准确确定，安全系数可以取小一些，以避免选用大尺寸的疏水阀，否则操作效率低，背压不正常，会降低使用寿命。

安全系数(n)的推荐值见表4.2-2。

c) 需要的排水量计算的排水量(G cal)乘以安全系数(n)为需要的排水量(Gr)，以此作为选择疏水阀的依据。

疏水器的设计计算1、疏水器的选型应根据系统压力，温度、流量等情况确定：脉冲式宜用于压力较高的工艺设备上；钟型浮子式、可调热胀式、可调恒温式等疏水器宜用于流量较大的地方；热动力式、可调双金属片式宜用于流量较小的地方；恒温式仅用于低压蒸汽系统上。

2、疏水器的理论排出凝结水量，应由生产厂家提供，但当缺乏必要的技术数据时可按下式计算：G=0.1Apd2(△p)0.5式中：G----疏水器排水量（Kg/h），按阀门直径和压差而定；Ap---排水系数，按阀门直径和压差而定；d-----疏水器的排水阀门孔直径（mm）；△p=p1-p2---疏水器前后的压力差（kpa）；3、考虑到实际运行时的负荷和压力的变化，启动时低压大负荷的情况、设备需要速热等情况，疏水器的排水设计能力应大于理论排水量，疏水器设计排水量按下式计算：Gsh=KG式中：Gsh-------疏水器设计排水量（Kg/h）；G------理论排水量（Kg/h）；K------选择疏水器的倍率，按下表采用；疏水器选择倍率K值系统使用情况K系统使用情况K采暖P≥100KpaP〈100Kpa2-34淋浴单独换热器多喷头24热风P≥200KpaP〈200Kpa3生产一般换热器大容量、常间歇、速加热344、凝结水通过疏水器后的剩余压力，可以把凝结水提升一定的高度，应按下式计算：ｈz=P2-P3-Pz/0.001ρg式中：P1-----疏水器前的压力（kpa）；暖风机，P1=0.95P；散热器集中回水时，P1=0.7P；末端泄水，P1=0.7P；分汽缸和蒸汽管道中途泄水，P1=P；P-------采暖系统入口压力（kpa）；P2------疏水器后压力（kpa）；吊桶式疏水器，P2=0.4-0.6 P1；热动力式疏水器，P2= P1；P3------回水箱内的压力（kpa）；Pz------疏水器后系统的总压力损失（kpa）；ｈz-----疏水器后的凝结水提升高度（m）；ρ----凝结水的密度（kg/m3）g-------重力加速度（m/s）2；5、为保证疏水器的正常工作，必须保证疏水器后的背压以及疏水器正常动作所需的最小压力△Pmin，靠疏水器余压流动的凝结水管路，△Pmin值不应小于50Kpa。

疏水阀选型指南各种蒸汽疏水阀的工作特性一览表疏水阀结构形式与工作原理疏水阀结构形式与工作原理疏水阀在蒸汽加热系统中起到阻汽排水作用，选择合适的疏水阀，可使蒸汽加热设备达到最高工作效率。

要想达到最理想的效果，就要对各种类型疏水阀的工作性能、特点进行全面的了解。

疏水阀的品种很多，各有不同的性能。

选用疏水阀时，首先应选其特性能满足蒸汽加热设备的最佳运行，然后才考虑其他客观条件，这样选择你所需要的疏水阀才是正确和有效的。

疏水阀要能“识别”蒸汽和凝结水，才能起到阻汽排水作用。

“识别” 蒸汽和凝结水基于三个原理：密度差、温度差和相变。

于是就根据三个原理制造出三种类型的疏水阀：分类为机械型、热静力型、热动力型。

一.机械型疏水阀：机械型也称浮子型，是利用凝结水与蒸汽的密度差，通过凝结水液位变化，使浮子升降带动阀瓣开启或关闭，达到阻汽排水目的。

机械型疏水阀的过冷度小，不受工作压力和温度变化的影响，有水即排，加热设备里不存水，能使加热设备达到最佳换热效率。

最大背压率为80%，工作质量高，是生产工艺加热设备最理想的疏水阀。

机械型疏水阀有自由浮球式、自由半浮球式、杠杆浮球式、倒吊桶式等:1. 自由浮球式疏水阀：自由浮球式疏水阀的结构简单，内部只有一个活动部件精细研磨的不锈钢空心浮球，既是浮子又是启闭件，无易损零件，使用寿命很长，“YQ牌”疏水阀内部带有Y系列自动排空气装置，非常灵敏，能自动排空气，工作质量高。

设备刚启动工作时，管道内的空气经过Y系列自动排空气装置排出，低温凝结水进入疏水阀内，凝结水的液位上升，浮球上升，阀门开启，凝结水迅速排出，蒸汽很快进入设备，设备迅速升温，Y系列自动排空气装置的感温液体膨胀，自动排空气装置关闭。

疏水阀开始正常工作，浮球随凝结水液位升降，阻汽排水。

自由浮球式疏水阀的阀座总处于液位以下，形成水封，无蒸汽泄漏，节能效果好。

最小工作压力，从至最高使用压力范围之内不受温度和工作压力波动的影响，连续排水。

疏水阀选型1、疏水阀的疏水量选用疏水阀时，必须按设备每小时的耗汽量乘以选用倍率2-3倍为最大凝结水量，来选择疏水阀的排水量。

才能保证疏水阀在开车时能尽快排出凝结水，迅速提高加热设备的温度。

疏水阀排放能量不够，会造成凝结水不能及时排出，降低加热设备的热效率。

（当蒸汽加热设备刚开始送汽时，设备是冷的，内部充满空气，需要疏水阀把空气迅速排出，再排大量低温凝结水，使设备逐渐热起来，然后设备进入正常工作状态。

由于开车时，大量空气和低温凝结水，较低的入口压力，使疏水阀超负荷运行，此时疏水阀要求比正常工作时的排水量大，所以按选用倍率2-3倍来选择疏水阀。

）2、疏水阀的工作压差选用疏水阀时，不能以公称压力选疏水阀，因为公称压力只能表示疏水阀体壳承受压力等级，疏水阀公称压力与工作压力的差别很大。

所以要根据工作压差来选择疏水阀的排水量。

工作压差是指疏水阀前的工作压力减去疏水阀出口背压的差值。

疏水阀后背压计算方式是：（当疏水阀后凝结水排入大气时，疏水阀的出口背压为零。

如果把疏水阀排出的冷凝水集中回收，此时，疏水阀的出口背压是回水管的阻力、回水管抬升高度、二次蒸发器（回水箱）内压力三者之和。

）3、机械型疏水阀的阀座号机械型疏水阀按不同的工作压差段，分成多种规格阀座孔径的“阀座号”，每个工作压差段与“阀座号”组成一条坐标曲线的排水量，不同“阀座号”的疏水量有很大差别。

机械型疏水阀应根据工艺条件的最高工作压差和最大排水量两者相对应的坐标曲线来选合适的“阀座号”。

不能以公称压力来定“阀座号”，如果选错“阀座号”，有可能出现疏水阀不工作或设备存水，影响设备正常运行。

4、疏水阀的工作温度选用疏水阀时，要根据管道蒸汽最高温度来选择能满足工艺条件要求的疏水阀。

管道蒸汽最高温度超过公称压力相对应的饱和蒸汽温度称为过热蒸汽，在过热蒸汽管道选择疏水阀时，应选用高温高压过热蒸汽专用疏水阀。

5、疏水阀的连接尺寸疏水阀的工艺条件决定以后，根据疏水阀前后的工作压差、疏水量和“阀座号”，按疏水阀制造厂家的技术参数来选择疏水阀的规格尺寸。

附表：自由浮球式蒸汽疏水阀自由疏水阀排水量表 : 型号 通径 (mm) 最高工作压力不同压差 (△P)下的排水量（Kg/h)0.5 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.6 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 CS11H-16 CS11H-16C CS41H-16 1520 250.4 310 500 6200.8 260 390 500 550 5801.2 300 340 370 400 430 460 490 1.6 260 290 320 350 380 410 440 470CS11H-16CS41H-16CS11H-16CCS41H-16C CS41H-25 CS41H-40 15 20 25 0.4 490 750 980 0.8 430 650 760 820 890 1.2 400 510 570 620 700 760 820 1.6 390 450 510 570 620 700 760 2.5 280 340 380 440 500 560 6204.0 290 330 380 430 480 520 560 CS41H-16 CS41H-16C CS41H-25 CS41H-40 25 32 40 50 0.4 1850 2500 29800.81250 1900 2100 2450 2750 1.2 900 1450 1650 1900 2100 2250 2400 1.6 1200 1560 1450 1450 1650 1750 2100 2.5 700 850 950 1050 1200 1350 16504.0 700 750 800 860 920 980 1050 1150CS41H-16CS41H-16CCS41H-25 CS41H-40 40 50 0.4 2800 4250 58000.8 1800 2980 3650 4250 4750 1.2 2500 3000 3450 3900 4100 45001.6 2150 2650 3000 3300 3600 3950 41002.5 2100 2650 3000 3300 3650 39004.0 1000 1350 1650 1950 2250 2500 2750 3000CS41H-16 CS41H-16C CS41H-25 CS41H-40 50 65 80 100 150 0.4 5000 8500 115000.84200 6200 7800 8900 9500 1.22200 3600 4700 5500 6200 6800 7600 1.63600 4400 5000 5400 5900 6100 6800 2.5 3200 3600 3900 4200 4700 5100 54004.0 2850 3000 3250 3700 3950 4050 4400 5000目前，现有的机械型疏水阀是立式自由浮球式蒸汽疏水阀，垂直安装；疏水阀在开车时整个工作过程中，都连续有着凝结水的排出，可能是疏水阀排放能量不够，造成凝结水不能及时排出，降低了加热设备的热效率，耗汽量加大，能耗损失大，不利成本控制和提高经济效益。

工作条件下饱和水的焓i2209.00
计算的凝结水量G计 6.66
e正常工作时蒸汽管的凝结水量
G=Q/(i1-i2)
单位管长的热损失Q/L＝2*PI()*λm*（t1-t2)/ln((d2*2+d1)/d1)
管道直径d1150.00
保温厚度d2100.00
饱和蒸汽温度t1180.00
保温层外侧温度t241.20
保温层平均温度110.60
保温材料的导热系数λm0.12
单位管长的热损失Q/L128.56
管道长度L30.00
蒸汽管道的散热量Q13884.02
正常工作时蒸汽管的凝结水量G 5.84
安全系数n 3.00
需要排水量G需19.98疏水器使用压力的确定
1最高使用压力
2疏水器的工作压差ΔP＝P1-P2
3疏水器入口压力P10.30
疏水器与凝结水槽间的位差或与出口最高管
1.00
间的位差H
凝结水槽内压力或界区要求的压力P30.20
每米管道的摩擦阻力Δpe0.00
管道的当量长度L15.00
4疏水器的出口压力P20.21
疏水器工作压差ΔP0.09
背压度70%
背压使疏水器排水量下降率f23%
疏水器最大排水量G最大≥25.94
注：1 蓝色为需输入的数据
2 红色为得到的结果。

蒸汽疏水阀选型的技术参数在根据制程工艺和加热需求的工况下，选择了合适的疏水阀类型，正确的疏水阀类型是是一切疏水阀选型的基础。

在选择和是的疏水阀形式（倒置桶、杠杆浮球、热静力、热动力、双金属等）以后，还必须选择正确的疏水阀口径,因为疏水阀的排量是基于排水孔的孔径、冷凝水的温度以及排水孔上下游的压差。

由于二次蒸汽的影响、对于一个给定的疏水阀在同样的上下游压差下,冷凝水的温度越低,排量也越大。

瓦特节能的疏水阀排量图表中显示的是热态的冷凝水排量,在系统冷态起机时,疏水阀排量会有所增加。

起机负荷是必须予以考量的技术参数，很多情况下，客户会为了生产效率而牺牲节能。

通常情况下,起机负荷是正常工作负荷的2倍甚至更多。

更为重要的是,在起机时由于蒸汽的流动受到阀门或管道通径的限制,蒸汽空间内的压力会显著降低此时,疏水阀上下游的压差也会随之降低。

另外,冷凝水管道内的压力也降低疏水阀工作时的压差。

瓦特节能的经验是在没有使用温控设备的系统中,按照正常工作时疏水阀上下游压差和两倍的正常工作负荷或更高来选择疏水阀,能够满足大部分使用工况。

连续调节的温度控制式需要注意的应用。

在负荷降低时,连续调节的温度控制系统会减小控制阀的开度来减少进入系统内的蒸汽流量。

蒸汽量减少使得蒸汽空间内的压力降低,导致疏水阀的上下游压差降低。

当系统控制温度低于疏水阀背压所对应的饱和蒸汽温度时,即使在仍有负荷的情况下,蒸汽空间的压力有可能会与疏水阀的背压相同(甚至背压等于大气压力时同样如此)。

当系统压力与疏水阀背压相同时,疏水阀就会积水,此时必须依靠冷凝水产生的重力压头来进行排水。

0.5米的冷凝水高度能够产生0.05bar的重力压头,此时冷凝水就必须依靠这有限的重力压头来进行排放,在这种情况下,疏水阀必须根据正常的工作压差和正常工作负荷的4倍甚至更多来进行选型。

最高工作压力的考虑。

在机械型疏水阀中,动作机构必须克服蒸汽压力作用在阀芯上的力才能动作对于浮球式和倒吊桶式疏水阀,最大工作压差受到其排放孔的孔径限制。