浮球式疏水阀设计中几个问题的探讨

浅谈蒸汽疏水器存在问题及改进建议郑卫东,于　晖(兰州石化公司油品储运厂,甘肃兰州　730060)摘　要:通过介绍、分析我厂在用的几种蒸汽疏水器工作原理及使用现状,比较了性能优劣,提出了存在的问题及改进建议。

关键词:蒸汽疏水器;背压;节能;加温;回水中图分类号:TE96蒸汽疏水器是各大炼油厂,尤其是地处我国北方的炼油企业大量应用的基本节能设备之一,为炼油厂的正常生产发挥着不可估量的作用。

因此,了解各类蒸汽疏水器的原理,掌握其适用范围及功能,正确选型,正确使用,对于企业节能、提高生产效率及设备良好运转等工作具有重要意义。

1　疏水器的作用其基本作用是自动排除蒸汽加热设备或蒸汽管道中的蒸汽(注意:任何一台疏水器都不可避免地要排除一定量的蒸汽)、冷凝水及空气等不凝气体。

由于其具有阻汽、排水的作用,可使蒸汽加热设备均匀受热,充分利用蒸汽潜热提高热效率,并可防止凝结水对设备的腐蚀,又可防止蒸汽管道中发生水击、震动、结冰、胀裂等现象。

就油品储运厂来说,各类蒸汽疏水器是蒸汽加温及蒸汽伴热系统中最为常见,结构原理比较复杂,也是最易出现故障的设备。

因此,在不同的被加热设备、不同的工艺条件以及不同的地势条件下,选用不同的蒸汽疏水器,对炼油储运生产、特别是冬季的生产及节能工作,有着截然不同的效果。

在选用之前,我们有必要对常用的几类疏水器进行了解。

2　我厂现有蒸汽疏水器和种类及特点(1)双金属(恒温型)适用地点:在我厂许多重质油管线伴热、泵房操作室暖气及部分油罐的加温疏水中适用。

原理:应用蒸汽与冷凝水温度差的原理而设计,当蒸汽通过疏水器时,金属膨胀,从而堵塞出口,阻止蒸汽排出;当冷凝水通过时,金属收缩而开启出口,排出冷凝水。

特点:体积小、重量轻。

该疏水器不受工作压力的影响,间歇排水,噪音小,可靠性差,排出的冷凝水低于饱和温度,其工作背压仅能达到30%～35%,因此,此类疏水器适用于对地排放的伴热线末端安装(即疏水器出口压力为零)。

自由浮球式疏水阀的工作原理以及特点背景介绍疏水阀是一种常见的工业阀门，用于排除气体和非凝结性液体，以确保系统正常运行。

自由浮球式疏水阀是一种常见类型的疏水阀，具有独特的工作原理和特点。

本文将从工作原理和特点两个方面介绍自由浮球式疏水阀。

工作原理自由浮球式疏水阀的工作原理基于浮子的运动。

当管道中的液体达到一定水平时，浮子会被推向阀门底部，并且随着液体继续积累，浮子会被推向阀门开口部分。

在这个过程中，阀门在关闭状态下，保持着液体密封，防止液体流出。

当浮子到达一定高度时，阀门会打开，并将液体排放到集水管中。

一旦阀门打开，浮子会继续上升，并独立于阀门的运动。

一旦液体从系统中排放，浮子会再次下降到阀门的底部，将阀门关闭，从而实现循环排放的自动过程。

特点1. 自动控制自由浮球式疏水阀通常配备有自动控制装置，可以根据管道系统内部的气体和液体的状态自动调节开关状态。

这种疏水阀可以确保管道系统始终保持正常运行状态，并且减轻了系统维护的负担。

2. 防止水击现象自由浮球式疏水阀也可以用于防止水击现象。

水击是一种常见的现象，通常发生在管道系统的起始点、弯曲或分支处。

当液体突然流出时，会产生压力波，导致管道系统的损坏。

使用自由浮球式疏水阀可以有效地控制系统的液位，减少水击现象的发生概率，并保护管道系统的完整性。

3. 适用于高温高压环境自由浮球式疏水阀可以适用于高温高压环境。

使用高温高压的液体需要考虑到疏水阀的耐受能力，而自由浮球式疏水阀可以承受高温高压的环境，并确保液体正常的排放和运输。

4. 安装简易自由浮球式疏水阀的安装相对简单，只需要连接管道系统的两端即可。

由于阀门的自动控制功能，无需进行额外的维护和调整。

结论自由浮球式疏水阀是一种优秀的管道系统配件，具有自动控制、防止水击现象、适用于高温高压环境、安装简易等特点。

使用自由浮球式疏水阀可以确保管道系统的正常运行，并保护管道系统的完整性。

杠杆浮球式蒸汽疏水阀原理蒸汽疏水阀是工业生产中常用的一种设备，主要作用是在蒸汽管道中排除凝结水和空气等杂质，保证蒸汽的正常运行。

其中，杠杆浮球式蒸汽疏水阀是一种常见且可靠的蒸汽疏水阀，本文将详细介绍其工作原理。

杠杆浮球式蒸汽疏水阀由阀体、阀盖、阀芯、浮球、杠杆等组成。

它的工作原理基于浮力和杠杆原理，通过浮球的上下浮动来控制阀芯的开闭，从而调节蒸汽管道中的水位和蒸汽流量。

当蒸汽管道中存在凝结水或空气时，杠杆浮球式蒸汽疏水阀会自动打开，将这些杂质排除。

具体来说，当蒸汽管道中存在凝结水或空气时，浮球会随着水位的上升而浮起，通过杠杆的作用将阀芯向下推动，使阀门打开，凝结水和空气通过阀门排出。

当蒸汽管道中的凝结水排除完毕后，浮球会下沉，杠杆放松，阀门关闭，从而阻止蒸汽的流失。

这种杠杆浮球式的设计原理具有以下几个优点：1. 自动控制：杠杆浮球式蒸汽疏水阀能够根据蒸汽管道中的水位变化自动打开和关闭，无需人工干预，大大提高了工作效率。

2. 精确控制：杠杆浮球式蒸汽疏水阀的浮球可以根据水位的变化精确地控制阀芯的开闭，保证蒸汽管道中的水位和蒸汽流量在合理范围内。

3. 可靠性高：杠杆浮球式蒸汽疏水阀采用了简单且可靠的机械结构，不容易出现故障，能够长时间稳定地工作。

4. 节能环保：杠杆浮球式蒸汽疏水阀能够及时排除蒸汽管道中的凝结水和空气，保持蒸汽的纯净，提高热能利用效率，减少能源浪费。

杠杆浮球式蒸汽疏水阀是一种基于浮力和杠杆原理的自动控制设备，通过浮球的上下浮动来控制阀芯的开闭，实现对蒸汽管道中水位和蒸汽流量的精确控制。

其具有自动控制、精确控制、可靠性高、节能环保等优点，被广泛应用于各种工业领域。

通过合理利用杠杆浮球式蒸汽疏水阀，可以有效解决蒸汽管道中凝结水和空气带来的问题，提高生产效率，降低能源消耗，实现可持续发展。

浮球疏水阀常见故障原因一、机械磨损浮球疏水阀用的时间长了，里面的零件就会互相摩擦，就像人天天走路鞋子会破一样。

浮球在阀体内不断运动，和阀座等部件摩擦久了，表面就会磨损。

这一磨损啊，就可能导致密封不严，本来该把水拦住的，结果水就漏出去了，蒸汽也跟着跑了。

还有连接部件的磨损，会让整个疏水阀的结构不稳定，影响正常工作。

二、杂质堵塞咱们的管道里可不会那么干净，经常会有一些小杂质。

这些杂质就像调皮的小捣蛋鬼，会跑到浮球疏水阀里。

比如说铁锈啊，水垢啊，它们可能会卡在浮球和阀座之间，让浮球不能正常活动。

这就好比有个小石子卡在了门轴那里，门就关不严实了。

还有可能堵塞排水孔，水排不出去，疏水阀就没法正常工作了。

三、安装不当要是安装的时候不小心，也会让浮球疏水阀出故障。

比如说安装的位置不对，不是水平安装的话，浮球的运动就会受到影响。

就好像把一个球放在斜面上，它就不能像在平地上那样正常滚动了。

还有连接的管道如果和疏水阀的接口没有对好，就会产生应力，时间长了会让疏水阀变形，那里面的部件就不能好好工作啦。

四、温度和压力影响温度和压力要是不合适，浮球疏水阀也会闹脾气。

如果温度过高，可能会让浮球或者其他部件变形。

就像塑料在高温下会变软变形一样。

压力要是太大了，超出了疏水阀能承受的范围，那内部的结构可能就被破坏了。

比如说会把阀座压坏，这样密封就做不好了。

相反，压力太小也不行，可能会让浮球不能正常地靠压力来工作。

五、腐蚀问题要是疏水阀的材质不好，或者周围的环境比较恶劣，就容易被腐蚀。

就像铁放在潮湿的地方会生锈一样。

腐蚀一旦发生，浮球或者阀座的表面就会变得坑坑洼洼的，密封肯定就不行了。

而且腐蚀还可能让一些部件变薄变脆弱，容易损坏，这样整个疏水阀的使用寿命就大大缩短了。

六、浮球损坏浮球本身也可能出问题呢。

比如说浮球可能会有裂缝或者小孔，这样就会进水。

一旦进水了，浮球就失去了浮力，不能正常地漂浮起来控制排水和阻汽了。

就像一个破了的气球，不能再飘在空中一样。

浮球式疏水阀为什么容易漏汽浮球式蒸汽疏水阀是一种机械型蒸汽疏水阀，其利用冷凝水和蒸汽的密度差工作，冷凝水和蒸汽的密度差异较大，导致其产生的浮力也不同，机械型蒸汽疏水阀就是利用浮球或浮筒感应蒸汽和冷凝水的浮力不同而工作的。

浮球式蒸汽疏水阀排放容量是根据蒸汽压力（动作压力）和阀门喉口面积（阀座有效面积）来决定的。

浮球式蒸汽疏水阀特别适用于大排量应用场合。

但是，由于要使用浮子机构，所以与其他类型的蒸汽疏水阀相比，其外形要大，采用杠杆机构可以有效减小体积。

浮球式蒸汽疏水阀由于是依靠浮力使浮子上下移动，所以，必须水平安装，使用时若超出蒸汽疏水阀的设计压力，疏水阀则不能打开，也就是不能排除凝结水。

实际使用时，往往发现浮球疏水阀几乎都存在微量的蒸汽泄露，泄漏原因很多。

浮球式蒸汽疏水阀依靠水封来实现密封，但是水封高度很小，疏水阀的开启很容易让疏水阀失去水封，进而产生微量的泄漏。

浮球式蒸汽疏水阀泄漏的典型表现就是后盖穿孔。

浮球式疏水阀必须注意不要安装在有剧烈振动的部位。

任何机械型疏水阀在知道下锥形或弧形阀芯想阀座啮合结构很快会产生磨损，进而引起泄漏。

当浮球式蒸汽疏水阀背压异常高时，也不会泄漏蒸汽，但这时凝结水的排放量必然降低。

密封副机构的卡塞是造成疏水阀泄漏的一个原因，比如杠杆浮球式疏水阀较自由浮球式疏水阀就容易由于机构卡塞导致疏水阀泄漏。

浮球式疏水阀泄漏有时与选型过大有关系，过大的尺寸会不仅降低疏水阀使用寿命，使得疏水频繁开关和长期微开导致的过度磨损，也由于疏水阀设计泄漏率是基于设计全排量而导致的实际运行泄漏偏高。

所以浮球式疏水阀往往使用在蒸汽换热器的疏水应用上，浮球式蒸汽疏水阀在重要换热器上的应用往往是以低负载时的一定泄漏量为代价来确保冷凝水的及时排放，所以浮球式疏水阀一般不用于稳定负载、稳定压力的应用，倒置桶疏水阀往往更适合这种应用。

蒸汽凝结水系统常见问题与分析提要本文通过蒸汽凝结水系统容易出现的问题进行了总结与分析。

只有正确的疏水，才能保证蒸汽系统、换热设备的良好运行。

本文对疏水阀的选型、疏水管道的布置、失流现象进行分析与探讨。

关键词疏水阀选型疏水管布置失流蒸汽系统投入运行后，经常发现的问题是，设备不能正常疏水，造成设备换热效率下降，或根本达不到换热效果。

1.疏水不畅的原因为：1.1疏水阀选型不合适；1.2凝结水管尺寸选择过小，造成凝结水满溢或是节流，以及闪蒸蒸汽的作用，造成凝结水无法进入或无法在凝结水管道内自由流动。

情况严重会造成凝结水管水锤现象。

尤其值得注意的是疏水阀后的管道必须比疏水阀前大1~2号。

1.3在有温度控制的应用中，由于换热器内部的压力是变化的，甚至是负压的情况均有可能出现，凝结水会被回收至有压力的的系统中，比如换热器内部。

当蒸汽再开启时，容易出现水锤现象。

1.4凝结水管布置问题。

包括坡度，管道提升等问题，造成疏水不畅。

1.5多个设备疏水共用凝结水管，造成凝水串通到其它设备内。

1.6凝结水管错误的接入排水等无压力重力流管道。

造成蒸汽凝结水无法排出，反串到排水管的上游。

2.应对措施2.1正确的疏水阀选型疏水阀的作用是，在阻止蒸汽外泄的情况下，顺利排除系统中的凝结水、空气和其它不凝性气体。

选择疏水阀首先要满足压力、凝结水负荷和排除空气的基本需要。

运行、维护、环境的需要也是必须考虑的因素。

疏水阀类型、工作原理、优缺点介绍：A.疏水阀的分类a)热静力式(通过感应流体的温度变化工作)--饱和蒸汽的温度由其压力决定，在蒸汽空间内蒸汽释放潜热，在饱和温度下形成冷凝水。

如果进一步释放热量，冷凝水的温度将下降。

下降到一定温度，热静力疏水阀就开始排放冷凝水，当蒸汽进入疏水阀时，温度上升疏水阀关闭。

b)机械式(通过感应流体密度变化工作) - 这种疏水阀靠感应蒸汽和冷凝水的密度不同工作，包括浮球式和倒吊桶式疏水阀。

对于浮球式疏水阀，有冷凝水时浮球上升，阀门打开，排出冷凝水。

影响疏水阀堵水、不排水的因素
1、阀嘴选择错误：实际工作压差超过疏水阀阀嘴的最大设计压差时，浮球始终
被阀嘴吸住，处于密封状态，导致冷凝水排不出而产生积存。

2、系统出现了蒸汽绑：只有当疏水阀内的蒸汽、冷却、冷凝后，疏水阀才会再
次打开排水。

3、系统出现了空气绑：当蒸汽关停后，系统内压力下降，形成真空。

空气会阻碍蒸汽流动，如不及时排除空气，必将会阻碍冷凝水的顺利排放。

4、系统出现了失流：失流是指换热器内蒸汽空间的压力等于或小于疏水阀后的
总背压，从而导致冷凝水无法排除的现象。

5、浮球本身已损坏或冷凝水已进入浮球腔内，导致球不能浮起，阀嘴始终是关
闭状态。

6、阀嘴、滤网或管道上挤满了铁锈致排放口变小，导致疏水不畅。

7、若疏水阀型号选小了，排量不够的话，无法及时将冷凝水排除，造成设备内
积水。

8、疏水阀只有水平或垂直两种安装方式，选型安装时要特别注意，否则，疏水
阀完全失效。

9、产品设计所采纳的理论依据有误，导致疏水阀有缺陷，也没有严格计算浮力
等，影响到产品应用不稳定。

10、选择疏水阀的种类有误，比如说热静力式和热动力式的疏水阀，因为其
工作原理决定了，肯定会出现堵水现象。

2021年第6期网址： 电邮：*******************基于FT14浮球式疏水阀的故障分析及研究孙忠日1，张灵晓2（1.吉林烟草工业有限责任公司延吉卷烟厂，吉林延吉133000；2.陕西铁路工程职业技术学院，陕西渭南714000）图2液囊装置工作原理简图0引言蒸汽在烟草行业制丝工艺设备上广泛应用，烟叶（梗）的回潮、烟叶（梗丝）的加料、烟丝的再回潮及干燥等众多工艺都是借助于蒸汽来完成的。

烟叶制丝的多种工艺都需要用到大量蒸汽，因此蒸汽疏水阀用量大，分布在生产车间的各个工序。

疏水阀排冷凝水不畅通时或者不能及时排除，会导致筒类设备热风的调节系统失效、干燥类设备循环风调节系统失效，进而影响物料的水分、温度等关键工艺参数异常变化，制约着制丝产品的工艺质量；疏水阀发生内漏不仅造成蒸汽能源的浪费，而且使整个蒸汽系统背压增加，严重威胁着企业的生产安全，此外疏水阀故障造成设备异常停机引发生产断流，会增加批次物料干头干尾的比重，导致产品质量下降，无法实现精益生产。

因此对疏水阀采取科学、有效、精益化的管理显得尤为重要，为预防、减少或乃至消除上述故障的发生，运用多年来的设备维修和管理经验，对疏水阀的常见故障发生的原因进行分析，总结了相对应的方法、措施及应急性方案，使设备管理更具有针对性、预见性、有效性。

1FT14浮球式疏水阀的结构及工作原理FT14浮球式疏水阀主要由阀体、主阀装置、液囊（副阀）装置、浮球及连杆机构等六部分组成（本文未介绍带破蒸汽汽锁装置），如图1所示。

1.1液囊装置工作原理FT14疏水阀核心装置之一是液囊装置，如图2所示。

液囊里面充满了特殊液体和水的混合物，它的沸点比水低，设备起机阶段时温度较低，液囊处于松弛状态，阀芯离开阀座全开，可完全排除蒸汽管路内部的不可凝结气体，这是所有压力平衡式疏水阀的一个重要特点，也是能够排除空气的原因。

此外液囊中的混合物的浓度决定着疏水阀在低于饱和蒸汽温度的排冷凝水温度。

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
杠杆浮球式蒸汽疏水阀的设计
1、概述杠杆浮球式蒸汽疏水阀排量大，不受压力和温度的影响，随冷凝水量自动调节开度，连续排水，设备不存水，有水即排，灵敏度高，最小过
冷度为0℃，能使加热设备达到最佳换热效果。

但是，杠杆浮球式蒸汽疏水阀体积较大，浮子是空心密闭件，容易受到进口水流的冲击而破坏，疏水口在阀门
底端，容易堵塞，阀瓣与阀座存在集中磨损，影响使用寿命。

根据现场工况的
需求，设计了一种体积小，排量大的新型杠杆浮球式蒸汽疏水阀。

2、设计参数阀体材质球墨铸铁ASTM A395
设计压力1.6 MPa
最大排量1 200 kg /h
设计温度300 ℃
工作压差0.45 MPa、1 MPa、1.4 MPa
连接方式螺纹和法兰连接
3、工作原理新型杠杆浮球式蒸汽疏水阀( 由于浮球是空心的密闭球体，在高温和外压的作用下往往由于壁薄，浮球失稳而压坏，致使疏水阀失效。

但
浮球壁太厚，又会减小浮球应有的浮力，影响疏水阀的开启能力和疏水效果。

为了防止在外压作用下球壳的失稳，应使球壳的许用压力[P]大于或等于计算压
力Pc( [P]≥Pc) 。

浮球壁厚按照外压容器壳体壁厚的计算方法采用式中R 浮球的外半径，mm( 2) 疏水阀浮球的材料为304SS，根据( 2) 阀盖采用多导流孔的形式铸造，可实现多种流通方式，可提供从右至左水平连接、从左至右水平
连接以及垂直向下的连接方向。

连接方向可根据工况需要在线改变，只需松开
阀盖螺栓，取出阀盖，按所需要方向调整，安装时注意更换新垫片。