一、 化工裝置蒸汽疏水器選型探討前言

自從產業革命以來，蒸汽已被廣泛地應用在各工業部門，特別在石化、化工、紡織、輕工、電力等行業，都大量地使用蒸汽。及時排除蒸汽系統中的凝結水、減少蒸汽的泄漏；提高蒸汽使用設備的熱效率等問題。得到了各部門的普遍重視，蒸汽疏水器就是解決這些問題的主要裝置。疏水器也稱疏水閥，也稱自動排液器，它是用在蒸汽加熱設備或蒸汽輸送管網上，起自動阻汽排水作用的裝置。疏水器的正確選擇、安裝使用直接影響到蒸汽系統的安全運行和節能工作的好壞。 各種類型的蒸汽用熱設備和蒸汽管網，對它們所需的蒸汽疏水系統——疏水器的要求也就不同。任何一種型式和種類的疏水器都不是的，因此為了選擇和安裝使用合適的疏水器，以滿足用汽設備和蒸汽管網對疏水器的要求，首先必須了解疏水器的分類與工作原理。 以蒸汽疏水閥對蒸汽管網性能的影響為出發點,綜合行業標準對蒸汽疏水閥選型及安裝要求,對化工裝置蒸汽疏水閥的設計進行探討 本標準規定了石油化工裝置蒸汽疏水方式、疏水閥的選用及配管設計。
        本標準適用于石油化工裝置內蒸汽加熱設備（管道）的疏水設計和疏水閥的選用與配管設計。
        本標準不適用于凝結水回收和排放。
     
二、 化工裝置蒸汽疏水器選型探討的分類與工作原理
疏水器按工作原理一般可分為三種類型：機械型、熱靜力型、熱動力型。疏水器型式有自由浮球式、倒吊桶式、雙金屬式、膜盒式、孔板式等。 蒸汽疏水閥管路系統的了解和節約能源，建議在疏水閥前后安裝切斷閥（即截止閥）和旁通閥（即截止閥），而截止閥作為切斷閥和旁通閥是非常合適的。
  蒸汽疏水
        4.1 蒸汽加熱設備或管道的疏水—般有以下兩種方式：經常疏水和啟動疏水。
        4.2 蒸汽加熱設備或管道的下列各處應設經常疏水:
        a) 蒸汽加熱設備(如油罐加熱器、換熱器等)凝結水出口管道；
        b) 蒸汽分水器，擴容器下部;
        c) 飽和蒸汽管道的末端或低點，立管下端以及蒸汽管網每隔200-300m處；
        d) 蒸汽分配管下部；
        e) 蒸汽管道減壓閥和(或)調節閥前；
        f) 蒸汽伴熱管末端。
        4.3  蒸汽加熱設備或管道的下列各處應設啟動疏水：
        a) 蒸汽設備或管道啟動時有可能積水而又需要及時疏水的低點；
        注：蒸汽設備指用蒸汽加熱的設備及以蒸汽為動力的設備等。
        b) 分段暖管的管道末端(如蒸汽支管與主管相接的切斷閥前)；
        c) 水平管段每隔100—150m處；
d) 水平管道流量孔板前，但在允許小直管長度內，不得裝設疏水點；
        e) 過熱蒸汽不經常流通的管道切斷閥前、入塔汽提蒸汽管道切斷閥前。
        4.4  凡屬4.2條c款規定的必須經常疏水處，均應在其管道下部設凝液包，其尺寸和要求按圖1至圖4執行。旁通閥是指安裝在旁通管道上的閥門，用以充水平衡進水閥前后的水壓。

化工裝置蒸汽疏水器選型探討安裝旁通閥，有利于：
(1)用汽設備在開始加熱時，設備內積存有大量的冷凝水和空氣，可以開啟旁通閥迅速排出，到一定程度之后再打開疏水閥前的切斷閥，關上旁通管，讓疏水閥進入正常工作，提高了用汽設備的運轉效率,并防止因“空氣氣堵”而導致的故障。
(2)當疏水閥出現故障不能正常排水而影響生產時，可以通過旁通閥來作彌補，甚至暫時用旁通閥代替疏水閥工作，通過關上前后的切斷閥（即截止閥）檢修疏水閥，同時打開旁通管道使設備繼續運行，并應急疏水。
(3)有了旁通閥，蒸汽疏水閥可以不考慮備用系數。選擇配備小容量的蒸汽疏水閥，減少成本投資;
(4)便于檢修。

三、化工裝置蒸汽疏水器選型探討 疏水器的正確選擇

選擇疏水器時，不能單純從大排放量選擇，應特別注意：“絕不允許只根據管徑大小來套用疏水器”。而必須根據疏水器選擇原則并結合凝結水系統的具體情況來選用。一般情況下，應按以下三個方面選用。
3.1、首先根據加熱設備和對排出凝結水的要求，選擇確定疏水器的型式。 對于要有快的加熱速度，加熱溫度控制要求嚴的加熱設備，需保持在加熱設備中不能積存凝結水，只要有水就得排，則選擇能排飽和水的機械型疏水器為。因為它是有水就排的疏水器，能及時消除設備中因積水造成的不良后果，迅速提高和保證設備所要求的加熱效率。 對于有較大的受熱面，對加熱速度、加熱溫度控制要求不嚴的加熱設備，可以允許積水，如：蒸汽采暖疏水、工藝伴熱管線疏水等。則應選用熱靜力型疏水器為。 對于中低壓蒸汽輸送管道，管道中產生的凝結水必須迅速*排除，否則易造成水擊事故。蒸汽中含水率提高，使蒸汽的溫度降低，滿足不了用汽設備工藝要求。因此，中低壓蒸汽輸送管道選用機械型疏水器為。
總之，必須根據加熱設備和用途，對疏水器型式進行合理選擇。
 3.2、其次根據用汽設備的工作壓力、工作溫度，確定疏水器的公稱壓力、閥體材質；確定疏水器的連接方式、安裝方式等。 疏水器的公稱壓力一般分為：0.6Mpa、1.0Mpa、2.0Mpa、0.6Mpa、2.5Mpa、4.0Mpa、5.0Mpa。在選用時，疏水器的公稱壓力不能低于蒸汽使用設備的工作壓力。同時，根據疏水器公稱壓力、工作溫度、安裝環境等選定閥體的材料。公稱壓力≤1.0Mpa，選用鑄鐵或碳素鑄鋼；公稱壓力﹥1.0Mpa，選用碳素鑄鋼或合金鑄鋼。 疏水器的工作溫度根據蒸汽使用設備所使用的蒸汽來確定，
 3.3、后根據排水量的大小，選擇確定疏水器的性能參數。 除疏水器的壓力、溫度等參數應與所使用的設備條件相匹配外，疏水器各種壓差下的排水量，則是選擇疏水器的一個重要因素。如果所選用安裝的疏水器排水量太小，就不能及時排除已到達該疏水器的全部凝結水，使凝結水受阻倒流，終將造成堵塞，使設備加熱效率顯著降低。相反，選用排量太大的疏水器將導致閥門關閉件過早的磨損和失效。隨著閥體增大，其制造成本也將增大，不經濟。因此，對設備或管道內產生的凝結水量，必須正確的測定或根據計算式求出，為正確選用疏水器提供條件。 所以，在確定疏水器的排水量時，應根據各種用汽設備的特點、疏水器的排放形式來確定“安全系數K”。

化工裝置蒸汽疏水器選型探討疏水閥的安裝
        6.1  疏水閥宜布置在距加熱設備凝結水排出口下游300-600mm處，對于恒溫型疏水閥，則應留有1-2m的不保溫管段，可按圖5布置。
        6.2  疏水閥一般應安裝在水平管段上，閥蓋朝上。熱動力式、雙金屬式疏水閥也可安裝在垂直管段上。
        6.3  疏水閥的安裝位置，應方便操作、維護和檢修．應布置在地面或操作平臺上，在有條件的地方，宜將疏水閥成組安裝。如蒸汽伴熱管道的疏水閥，可按圖6-圖7布置。
        6.4  疏水閥入口管的設計
        6.4.1 疏水閥入口管徑應按凝結水量計算，但不得小于疏水閥接口直徑。凝結水出口至疏水閥的入口管段應盡可能的短，且使凝結水自流進入疏水閥，并符合6.1條要求。
        6.4.2 每個疏水閥入口管的低點，應裝設排液管，并聯的疏水閥可使用一根排液管，排液管上的閥門應選用閘閥。
        6.4.3 疏水閥前應設切斷閥。
        6.4.4 疏水閥與前切斷閥間宜設置Y型過濾器(疏水閥本體帶過濾器者除外)。過濾器的通道面積應為凝結水管截面積的兩倍。
        6.5  疏水閥出口管的設計
        6.5.1
疏水閥出口管徑應按汽液混相計算，且不得小于疏水閥接口直徑。
        6.5.2 疏水閥后凝結水出口與回收系統間，必須安裝切斷閥，應選用閘閥，當凝結水不回收或單獨排至無背壓設備時可不設切斷閥。
        6.5.3 凝結水回收時，疏水閥與切斷閥之間，應設置DN20檢查閥；當凝結水不回收直接排入地溝或下水道時，可以不設檢查閥。檢查閥應為閘閥。
        6.5.4 疏水閥后應設止回閥，唯熱動力式疏水閥本體能起止回作用可不設止回閥。凝結水不回收或單獨排至常壓設備時可不設止回閥。
        6.5.5 疏水閥出口管插入水箱水面以下時，應在彎頭下方開Ф8mm小孔，詳見圖8。
        6.6  旁通管的設置
        6.6.1 連續生產不能中斷排除凝結水以及特殊重要的(或蒸汽量很多的)加熱設備或溫度有嚴 格要求者、可設置旁通管。旁通管應安裝在疏水閥的上方或水平方向。
        6.6.2 一般加熱設備、蒸汽管道、伴熱管道不應設置旁通管。
        6.7 典型的疏水閥管道布置
        6.7.1 凝結水回收的疏水閥管道布置
        a) 蒸汽加熱設備的疏水閥管道布置見圖9；
        b) 蒸汽管道的疏水閥管道布置見圖10。
        6.7.2 凝結水不回收的疏水閥管道布置見圖11。     
        6.7.3 并聯疏水閥的布置 
        a)  凝結水回收的疏水閥管道布置見圖12；
        b)  凝結水不回收的疏水閥管道布置見圖13

化工裝置蒸汽疏水器選型探討
一般應按下式計算： 疏水器的每小時排水量＝設備或管道每小時產生的凝結水量×安全系數K 設備每小時產生的凝結水量即是設備每小時的蒸汽消耗量。安全系數K，不是理論上所規定，也不是能通過計算求得的，而是從經驗中得出的數據。安全系數K的確定，其影響因素主要有兩方面：一方面是疏水器的排水性能。由于目前疏水器對系統壓差、流量變化的適用能力有限，且生產廠商為用戶提供的疏水器容量都是以每小時的連續排放量表示的，而實際上大部分情況下疏水器都是間斷排放的。另一方面是蒸汽使用設備的種類。蒸汽使用設備不同，其運轉過程中凝結水生成的負荷特性也不同。要考慮蒸汽使用設備在啟動時凝結水大量生成和正常運行時其凝結水排水量的變化情況；同時還應考慮設備是連續運行或是間斷運行等不同情況。如果排水特性變化大，又是間斷運行的設備，那么安全系數要選取偏大，反之則取偏小為好。