冷凝水對蒸汽減壓閥穩定工作的影響（二）
發布時間：2009-10-12 點擊次數：843次冷凝水對蒸汽減壓閥穩定工作的影響（二）
3 系統冷凝水是唯一的來源
在寫這篇文章過程中有同行提出，減壓閥在其自身工作過程的熱交是否會產生冷凝水?這個問題的提出，使我們要考慮減壓閥內部是否也會析出冷凝水的問題?所以有必要來了解一下減壓閥工作過程的熱工狀態。為了更形象直觀地說明問題，擬借lgp-i圖來分析一下，看看在壓力降低的情況下，它們各相關狀態參數的變化情況，會有一個答案。
假設上游進口壓力為（閥前）p1，下游出口壓力為p2，p1與干飽和蒸汽線相交于o1沿等焓線下行。下游出口壓力p2與等焓線相交于o2，當壓力從p1下降到p2 時，其它相關參數也發生相應的變化。
從圖3中可以看出，壓力從p1降至p2沿等焓線進行，所以焓沒有改變，但是熵從s1增加到s2，比容也從v1增加到v2，但溫度從t1下降到t2。
由此看來，蒸汽經過減壓閥的流動過程，應該認為是絕熱節流過程。這種絕熱節流過程是不可逆的絕熱膨脹等焓流動過程。蒸汽節流后焓值不變，比容和熵都有所增加，溫度略有下降。蒸汽經過減壓閥后，非但不會產生冷凝水，而且蒸汽干度也得到了提高，可以說冷凝水的產生來自系統，而且是唯一的。這樣，對于防止和減少冷凝水進入減壓閥的措施方法也變得簡單了。
4 措施和方法
4.1 管道中冷凝水排除一種好的做法
蒸汽熱源到各用汽終端，沿程少則幾十米，多則幾百米或更長，加上有的設備用汽的間斷性，蒸汽管路不斷與環境進行熱交換，這部分冷凝水的排除通常的做法采用分段疏水來解決的。那么效果如何？從圖4中我們可以看出，由于我們選用的疏水管口徑都比較細，可以想象，當管內蒸汽流速在十幾到幾十米/秒?時，實際情況是冷凝水在沒排掉多少時，它已經被沖過疏水管口了。這種傳統做法排水效率低，效果不理想。
在輸汽總管與疏水管之間加裝了一段凝水匯集短管，管徑粗，集水能力強，疏水管從凝水短管的腰部引出，形成水封蒸汽不易逃逸。凝水短管的口徑與蒸汽輸送管的比，推薦為1/2~2/3。如dn100口徑的供汽管，凝水匯集短管的口徑可選擇50~80的口徑。這種方法排量大，效果好，目前國外普遍采用的辦法，值得借鑒。
4.2 減壓裝置汽水分離器的設置至關重要加設汽水分離器能最大程度保證干燥蒸汽的供給，對減壓裝置的穩定工作，使用壽命是一個重要的保障措施。筆者根據重力分離與阻疑相結合原理設計出的一種汽水分離器，實際使用效果不差，僅供參考。
綜觀國外汽水分離器產品，從原理上分有重力式、阻凝式、離心式。從形式上看有臥式、立式，品種多樣，規格齊全。但目前國內市場卻無產品可選。現在大多使用的是國外產品。（價格昂貴，望而卻步）
凝水滯留對一個蒸汽供熱系統來講是有百害而無一利的。因此，汽水分離器的研制開發有很多事情可做，望同行們共同關注。
4.3 減壓裝置設計中的幾個問題：
（1）在汽水分離器凝水排放口下端必須設置一個獨立排放口，用于設備啟動時排水。
（2）旁通的設置，最好在減壓閥的上方，或者平行設置。
（3）蒸汽過濾器緊貼減壓閥安裝。
（4）選用減壓閥流量要合適，設備的耗汽量要準確計算。筆者的體會，減壓閥的流量應該比設備耗汽量大10~20%為宜，千萬不要出現“大馬拉小車的情況”，否則，對減壓工況的穩定也有影響。
3 系統冷凝水是唯一的來源
在寫這篇文章過程中有同行提出，減壓閥在其自身工作過程的熱交是否會產生冷凝水?這個問題的提出，使我們要考慮減壓閥內部是否也會析出冷凝水的問題?所以有必要來了解一下減壓閥工作過程的熱工狀態。為了更形象直觀地說明問題，擬借lgp-i圖來分析一下，看看在壓力降低的情況下，它們各相關狀態參數的變化情況，會有一個答案。
假設上游進口壓力為（閥前）p1，下游出口壓力為p2，p1與干飽和蒸汽線相交于o1沿等焓線下行。下游出口壓力p2與等焓線相交于o2，當壓力從p1下降到p2 時，其它相關參數也發生相應的變化。
從圖3中可以看出，壓力從p1降至p2沿等焓線進行，所以焓沒有改變，但是熵從s1增加到s2，比容也從v1增加到v2，但溫度從t1下降到t2。
由此看來，蒸汽經過減壓閥的流動過程，應該認為是絕熱節流過程。這種絕熱節流過程是不可逆的絕熱膨脹等焓流動過程。蒸汽節流后焓值不變，比容和熵都有所增加，溫度略有下降。蒸汽經過減壓閥后，非但不會產生冷凝水，而且蒸汽干度也得到了提高，可以說冷凝水的產生來自系統，而且是唯一的。這樣，對于防止和減少冷凝水進入減壓閥的措施方法也變得簡單了。
4 措施和方法
4.1 管道中冷凝水排除一種好的做法
蒸汽熱源到各用汽終端，沿程少則幾十米，多則幾百米或更長，加上有的設備用汽的間斷性，蒸汽管路不斷與環境進行熱交換，這部分冷凝水的排除通常的做法采用分段疏水來解決的。那么效果如何？從圖4中我們可以看出，由于我們選用的疏水管口徑都比較細，可以想象，當管內蒸汽流速在十幾到幾十米/秒?時，實際情況是冷凝水在沒排掉多少時，它已經被沖過疏水管口了。這種傳統做法排水效率低，效果不理想。
在輸汽總管與疏水管之間加裝了一段凝水匯集短管，管徑粗，集水能力強，疏水管從凝水短管的腰部引出，形成水封蒸汽不易逃逸。凝水短管的口徑與蒸汽輸送管的比，推薦為1/2~2/3。如dn100口徑的供汽管，凝水匯集短管的口徑可選擇50~80的口徑。這種方法排量大，效果好，目前國外普遍采用的辦法，值得借鑒。
4.2 減壓裝置汽水分離器的設置至關重要加設汽水分離器能最大程度保證干燥蒸汽的供給，對減壓裝置的穩定工作，使用壽命是一個重要的保障措施。筆者根據重力分離與阻疑相結合原理設計出的一種汽水分離器，實際使用效果不差，僅供參考。
綜觀國外汽水分離器產品，從原理上分有重力式、阻凝式、離心式。從形式上看有臥式、立式，品種多樣，規格齊全。但目前國內市場卻無產品可選。現在大多使用的是國外產品。（價格昂貴，望而卻步）
凝水滯留對一個蒸汽供熱系統來講是有百害而無一利的。因此，汽水分離器的研制開發有很多事情可做，望同行們共同關注。
4.3 減壓裝置設計中的幾個問題：
（1）在汽水分離器凝水排放口下端必須設置一個獨立排放口，用于設備啟動時排水。
（2）旁通的設置，最好在減壓閥的上方，或者平行設置。
（3）蒸汽過濾器緊貼減壓閥安裝。
（4）選用減壓閥流量要合適，設備的耗汽量要準確計算。筆者的體會，減壓閥的流量應該比設備耗汽量大10~20%為宜，千萬不要出現“大馬拉小車的情況”，否則，對減壓工況的穩定也有影響。
