在加热器操作中,蒸汽与物料热交换形成汽凝水,汽凝水需要不断排出,以免影响传热效果。这是用汽凝水排出设备来完成的。这类设备称为疏水器,又称疏水阀。其作用是自动排泄蒸汽管道和设备中不断产生的凝结水、空气及其他不凝结气体,又同时阻止蒸汽的逸出。它是保证各种加热设备所需要温度和热量并能正常工作的节能装置。
疏水器有多种型式,按工作原理分类,有机械型疏水器、热动力型疏水器和热静力型疏水器。重点介绍机械型疏水器和热动力型疏水器。
这种疏水器是依靠浮子(球状或桶装)随凝结水液位升降的动作实现阻汽排水作用。糖厂常用的有以下两种。
1.浮球式疏水器
当加热设备的加热室的蒸汽压强大于大气压时,可采用浮球式疏水器。
浮球式疏水器的构造如图8-16所示。主要由外壳、浮球、连杆机构、阀门、摇杆和排汽阀组成。
浮球疏水器的操作原理:当汽凝水自排水器下方的接管进入器内,把顶部的排汽阀开启,将器内的空气排走,水位随即上升,由于浮力的作用,浮球被浮起。当水量不断增加,浮球升至一定高度时,通过连杆机构把阀门打开,汽凝水便由本身的压力和器内的汽压自动排出器外。水量减少,浮球下降,把阀门关小或关闭,以阻止蒸汽漏失。实际操作时,浮球升至一定位置,使汽凝水连续排出。由于器中有汽凝水,起水封作用,故蒸汽不会排出器外。
浮球疏水器结构简单,工作可靠,灵敏度高,能连续排水,漏气量少,已有定型产品。
图8-16 浮球式排水器
1—外壳 2—浮球 3—连杆装置 4—阀门 5—摇杆 6—排汽阀
2.排射器
排射器也称抽压式排水器。当加热室的蒸汽压强小于大气压时,可采用排射器。
排射器构造简图如图8-17所示。它是一个圆筒形容器,在外壳内有一个浮球可沿套管随水位升降。套管的顶部与横置的杠杆相连,用来控制蒸汽阀及真空阀的开启及关闭,使器内形成压力或真空。排水器下部的进出口接管上,安装有两个单向阀。这两个阀是这样安装,使其中一个打开时,另一个关闭。此外,还有水位玻璃及排气孔等。
排水器操作原理:开始时器内无水,浮球沿套管下降,通过杠杆的作用,把真空阀打开,使蒸汽阀关闭,而器内产生真空。当器内真空度高于加热室真空度时,入水的单向阀打开,出水的单向阀关闭。因此汽凝水即从进水阀被抽入器内(此时排出阀关闭)。随着器内水位的升高,浮球也随之上升,当水位升至一定高度时,杠杆左端被顶起,这时真空阀关闭,蒸汽阀打开。高压蒸汽压入器内,将冷凝水从排出阀压出(这时入水阀关闭)。当水排出时,水位下降,浮球也随之下降,降至某一高度时,将杠杆的左边往下拉,使蒸汽阀关闭而真空阀开启,又开始另一周期的操作。整个操作可以自动进行。(www.daowen.com)
图8-17 抽压式排水器
1—外壳 2—套管 3—浮球 4—杠杆 5—蒸汽阀 6—定位螺钉 7—平衡物 8—真空阀
排射器的特点是间歇自动排水,无需人看管。同时可将汽凝水压送至一定的高度,供需用热水的部门之用。然而由于有活动的元件,机械故障较多,而且耗用的蒸汽也比较多,是其缺点。
上述浮子式排水器虽然在使用上能得到满意的结果,但仍有损失蒸汽及易出故障的缺点。因此,20世纪60年代开始,出现了按热动力原理排水的新型排水器,称为热动力型疏水器。
这类疏水器是利用蒸汽、凝结水通过启闭时的不同流速引起被启闭件隔开的压力室和进口处的压力差来启闭疏水阀。这类疏水器有圆盘式、脉冲式和迷宫式或微孔式疏水器等。
这类疏水器体积很小,与一个普通的阀门相似。如图8-18所示为圆盘式疏水器。它主要由壳体、顶盖、阀座及圆盘形活门所组成。其工作原理图如图8-19所示。从加热设备流出的汽凝水,通过孔口而达到通道,把活门顶起,而流入环形凹坑中,再通过孔口而从排水口排出。汽凝水汽化而产生的蒸汽充满于活门上面的空间(变压室)中。如果汽凝水排完之后有蒸汽进入疏水器,因蒸汽密度小,故在活门之下的流速增加,静压降低。而活门上的汽凝水汽化蒸汽压力仍能保持不变,而大于活门下的压力。因此,活门被压紧在内外两层环形凸面上,阻碍蒸汽排出。而当汽凝水再进入时,排出器又开始新的工作循环。
如果变压室中的蒸汽因热量传至外界而冷凝,或者由于活门压在外层环形凸面不够紧密时,即会走漏蒸汽。因此,活门及环形凸面的加工精度要求较高,且顶盖需较好的保温。
圆盘式疏水器特点为结构简单、造价低,但间歇排水有噪音,允许最小过冷温度为6~8℃,有一定的漏气量,排空气性能不佳,耐水击,在冷冻及过热蒸汽场合中适用范围较广。
图8-18 圆盘式疏水器
1—壳体 2—顶盖 3—阀座 4—圆盘形活门
图8-19 圆盘式疏水器的工作原理
1—孔口 2—通道 3—环形凸面 4—环形凹坑 5—活门 6—变压室 7—孔门 8—排出通道
必须指出,使用这种排出器时,它的工作可靠性随背压的增大而降低,也随加热蒸汽压力的降低而降低。因此,排水器之后的排水管应有较小的阻力(较大的直径、无局部阻力及液封等)。而当加热蒸汽的压力小于1大气压时,就不宜安装这种疏水器。
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