蒸汽与疏水阀知识 - 甘肃红峰机械有限公司(国营920厂）

在蒸汽输送设备和蒸汽使用设备上，当蒸汽使用之后会产生凝结水。疏水阀是将这些凝结水自动排除的阀门，因而它与蒸汽设备和蒸汽有着密切的关系。

蒸汽就是把锅炉中的水，通过加热而产生的一种透明气体，在一定压力下,必须用足够的能量才能把水温升到沸点.之后再增加的能量只能把水转化为蒸汽,并不能升高水温。

蒸汽是一种高效、易控制的加热介质。它常用于将能量从一个集中点（锅炉生产蒸汽）输送到工厂的各个地方，去加热空气、水或工艺介质(蒸汽输送)；随后，送至蒸汽使用装置的蒸汽，其潜热被用来进行加热（蒸汽热利用）；放出潜热后则成为凝结水（也称回水），并排放到蒸汽使用装置之外。然而，为了进一步有效的利用凝结水所具有的显热和凝结水本身，要对凝结水进行回收，并送往锅炉等装置（凝结水回收），见图一。

我们知道物体一般是以固态、液态、气态三种状态而存在，水通常为液体状态；给水加热会变成气体状态的蒸汽；反之带走热就会变成固体状态的冰。使水从融点（即冰点）加热至沸点，所吸收的热量称为“显热”。这种热量可以用温度计来测量，且所加热的物体没有状态的改变。把沸水变成蒸汽所需要的热叫“潜热”；物体吸收这种热量后状态发生了改变。图二是在标准大气压下，1kg、-40℃的冰加热到130℃的蒸汽时热量和温度的变化情况。

以上所述，由水向蒸汽转变时，其热量和状态的变化都是在标准气压下的变化；但随着压力的变化，水的饱和温度也要改变。饱和水具有的总热量，也就是显热以及饱和蒸汽的潜热都要发生变化。

如图三所示在0.7Mpa压力下，把水烧开所需要的热量和温度要比在大气压力下需要的更多。但是在较高的压力下，把水转换成蒸汽需要的热量却要少；也就是说，显热与潜热随着压力的变化，显热在不断增加，而潜热却在不断减少。

□ KJ：热量单位，是指把1kg凉水升高0.24℃所需的热量。1(kcal)千卡=4.1868千焦(KJ)。

□ 温度：表示冷热的程度，与能量多少没有关系。

□ 热：能量的尺度，与温度无关。比如，1个千卡可以把1kg水的温度从4℃升高5℃，这1千卡可以是从20℃的环境温度中来，也可以是从温度为538℃的火焰中来。

蒸汽的概念（有关名词、术语的解释）

表压：指压力表上所显示的压力，是以大气压为基准测量所得的压力，以MPa为单位的压力。

绝对压力：以绝对真空为基准测量出来的压力，以MPa为单位的压力。

绝对压力＝表压＋一个大气压（约等于0.1013MPa）。

饱和蒸汽:指在一定压力下与水的沸点温度相对应的纯蒸汽。也就是说达到饱和温度的水如果进一步加热，水的温度不会增加，而只是不断蒸发，直到全部蒸发完为止；这样产生的蒸汽，称为“饱和蒸汽”

潜热(蒸发热):指把1kg沸水转化成1kg蒸汽所需要的热量(用KJ来表示)。该热量与1kg蒸汽经凝结变成1kg水时所释放的热量相等（物质的状态的发生改变）。

显热：使水从融点（即冰点）加热至沸点，所吸收的热量称为“显热”。这种热量可以用温度计来测量，且所加热的物体没有状态的改变。

蒸汽总热:指饱和水的热量(显热)与潜热(下表第8栏)之和,用KJ表示。

压力/温度关系：饱和蒸汽的任一压力都对应相应的饱和温度。比如：1.242MPa的饱和蒸汽对应的饱和温度总是193.15℃。（见下表第1、2和3 栏）。

饱和水比容（第4栏）：指单位质量的体积，用m³/kg表示。

饱和蒸汽比容（第5栏）：指蒸汽单位质量的体积，用m³/kg表示。

蒸汽作为热载体而被使用的理由

蒸汽或水作为加热设备的热载体而被广泛使用的理由则是因为它们的物理、化学性能非常好，且具有经济性。首先讲一下蒸汽的物理性质:

① 常温下是液体(水),加热后容易变成气体(蒸汽)

② 比热容大，蒸发热（潜热）也大。

③ 传热特性好，凝结后（有蒸汽转变成凝结水后）的体积显著减少。

④ 随压力升高，温度也升高。

蒸汽的化学性质如下：

① 无腐蚀性，对人体无害。

② 化学性质稳定，不会有着火的危险。

蒸汽的其它性质：

①蒸汽的热能转换为动力后，排放的蒸汽仍可作为加热源使用；蒸汽从比较高的温度到比较低的温度，可反复使用。

蒸汽作为热载体对使用设备的加热方法

1） 直接加热法

直接加热法是把包括显热、潜热在内的蒸汽所具有的全热量都传导给了被加热物（见图四），所以不管是过热蒸汽还是饱和蒸汽都可以使用，其蒸汽压力的高低也不是主要问题，因此，直接加热法不可能因为降低了蒸汽压力而节能。

2)间接加热法

在加热管(也就是热交换器)内通入蒸汽,被加热物与这些管道的表面进行接触是蒸汽放出的潜热由被加热物吸收，从而实现加热。蒸汽放出潜热后凝结成凝结水。这种凝结水再由蒸汽疏水阀排放到大气中去。所谓间接加热就是只能利用蒸汽的潜热。如前所述，蒸汽压力越高，潜热越少，而饱和水的显热反而增加；也就是说，供给所用的热交换器以必需且适当压力的饱和蒸汽，是节能的关键所在。

闪蒸蒸汽（二次蒸汽）

二次蒸汽：设备及管路中的凝结水通过疏水阀向大气或低压区排放时，由于压力突然降低，其沸点也随之降低，故其中一部分凝结水因降压作用而再次蒸发，这样产生的蒸汽叫二次蒸汽。二次蒸汽和一次蒸汽（即原生蒸汽）的区别为：

⑴目测时，若蒸汽呈浅蓝色或略带青色，透明状连续喷放、速度较快并伴有金属的噪音的为原生蒸汽；而二次蒸汽为浅白色，呈飘移状，很快消失在空气中。

⑵若用手接触蒸汽，感觉烫得不能接近的为原生蒸汽；可接近的为二次蒸汽。

(注:以上两种区别是指一定压力下的凝结水或蒸汽排放到大气中时,产生的现象。)

闪蒸蒸汽二次利用：

因为闪蒸蒸汽包含可以使工厂经济运行的热量，不利用它，能源就会被白白浪费。近几年我们为客户所做的乏汽回收项目，就是将设备中产生的二次蒸汽或废汽进行再次回收与利用，不但消除了装置中的“跑”“冒”现象，且为企业节约了大量的“再生”能源。

在近代工业的发展中，由于人类过度追求经济增长速度而忽略环境和能源的重要性，地球正超负荷地承载着各种工业对能源的消耗，节能和环保问题得到了大家的重视和关注，节能减排作为一项国策被提到了相当的高度。

蒸汽作为现代工业的“血液”，随着工业的发展，蒸汽工业的发展速度也越来越快。蒸汽与其它可替换的同类系统相比，以其购置成本低、安装、运行、维修费也更低的优势在各行各业中得到了广泛的应用。

在蒸汽使用设备上，由于蒸汽的潜热被释放而凝结成水，即凝结水，被蒸汽疏水阀自动地与蒸汽分开，并排除到设备之外。这种疏水阀可以说是一种自动阀门，也是一种节能装置。由于人们普遍认为蒸汽疏水阀与蒸汽使用装置相比，其价值是微不足道的，所以多数人对蒸汽疏水阀所起的节能作用没有正确的认识。

蒸汽疏水阀节能的第一个作用是迅速排出蒸汽使用装置内产生的凝结水，使蒸汽使用装置的加热效率保持在最高状态；使装置内的凝结水不形成滞留，最大程度地确保装置内的蒸汽空间，这样可经常保持最高的加热效率。

蒸汽疏水阀的第二个节能作用是迅速排出开始时装置内的空气和低温凝结水，从而缩短预热运转时间。

蒸汽疏水阀的第三个节能作用是降低蒸汽疏水阀自身的蒸汽消费量。所谓蒸汽疏水阀自身的蒸汽消费量，一般是指蒸汽泄露量而言，是疏水阀动作需要的蒸汽量和散热损失量之和。

总而言之所谓的蒸汽疏水阀就是依靠某种方法，自动操作，准确的判断出蒸汽和水，同时进行开、闭动作的阀门。蒸汽疏水阀排放凝结水最基本的原理就是利用蒸汽和水的重量差和温度差来实现疏水的目的。但其动作原理也是多种多样的。根据其动作原理的不同，其分类如下表所示。