疏水器是凝结水回收系统中最关键的部件，它的作用是将凝结水及时排出，并阻止未凝结的蒸汽漏出，所以又将之称为“阻汽器”。由于作用原理不同，疏水器可以分为机械型、热动力型和热静力型等。此外低压蒸汽系统和高压蒸汽系统所用的疏水器不相同，在设计时必须正确选用。

1.机械型疏水阀

机械型也称浮子型，利用凝结水与蒸汽的密度差，通过凝结水液位变化使浮子升降，带动阀瓣开启或关闭，达到阻汽排水的目的。机械型疏水阀的过冷度小，不受工作压力和温度变化的影响，有水即排，加热设备里不存水，能使加热设备达到最佳换热效率。最大背压率为80％，工作质量高，是生产工艺加热设备最理想的疏水阀。

机械型疏水阀有自由浮球式疏水阀、自由半浮球式疏水阀、杠杆浮球式疏水阀、倒吊桶式疏水阀和组合式过热蒸汽疏水阀等。

1）自由浮球式疏水阀

自由浮球式疏水阀的结构简单，内部只有一个活动部件（精细研磨的不锈钢空心浮球，既是浮子，又是启闭件），无易损零件，使用寿命很长，能自动排空气，工作质量高（见图3-21）。设备刚启动工作时，管道内的空气经过Y系列自动排空气装置排出，低温凝结水进入疏水阀内，凝结水的液位上升，浮球上升，阀门开启，凝结水迅速排出，蒸汽很快进入设备，设备迅速升温，Y系列自动排空气装置的感温液体膨胀，自动排空气装置关闭。疏水阀开始正常工作，浮球随凝结水液位升降，阻汽排水。自由浮球式疏水阀的阀座总处于液面以下，形成水封，无蒸汽泄漏，节能效果好；最小工作压力0.01 MPa，从0.01 MPa至最高使用压力范围之内不受温度和工作压力波动的影响，连续排水；能排饱和温度凝结水，最小过冷度为0℃，加热设备里不存水，能使加热设备达到最佳换热效率；背压率大于85％，是生产工艺加热设备最理想的疏水阀之一。

图3-21　自由浮球式疏水阀

自由浮球式疏水阀适用于任何一种不希望积液的工况，尤其适用于造纸、印染行业的滚筒烘干机（带虹吸管结构），广泛安装于化工单位中的各种中、低压换热设备，压力范围为0～4.0 MPa，排液量范围为0～9 t/h。

2）自由半浮球式疏水阀

自由半浮球式疏水阀只有一个半浮球式的球桶为活动部件，开口朝下，球桶既是启闭件，又是密封件。整个球面都可密封，使用寿命很长，能抗“水锤”，没有易损件，无故障，经久耐用，无蒸汽泄漏。背压率大于80％，能排饱和温度凝结水，最小过冷度为0℃，加热设备里不存水，能使加热设备达到最佳换热效率。

当装置刚启动时，管道内的空气和低温凝结水经过发射管进入疏水阀内，阀内的双金属片排空元件把球桶弹开，阀门开启，空气和低温凝结水迅速排出。当蒸汽进入球桶内，球桶产生向上浮力，同时阀内的温度升高，双金属片排空元件收缩，球桶漂向阀口，阀门关闭。当球桶内的蒸汽变成凝结水时，球桶失去浮力往下沉，阀门开启，凝结水迅速排出。当蒸汽再进入球桶之内，阀门再关闭。

3）杠杆浮球式疏水阀

杠杆浮球式疏水阀的基本特点与自由浮球式相同，内部结构是浮球连接杠杆带动阀芯，随凝结水的液位升降而开关阀门。杠杆浮球式疏水阀利用双阀座增加凝结水排量，体积小而排量大，最大疏水量达100 t/h，是大型加热设备最理想的疏水阀。

杠杆浮球式疏水阀适用于任何不希望积液的工况，广泛安装于化工单位中的各种高、中、低压换热设备，压力范围为0～6.3 MPa，排液量范围为0～160 t/h，是大排液量工况的首选型式。

4）倒吊桶式疏水阀

倒吊桶式疏水阀内部是一个倒吊桶，为液位敏感件，开口向下，倒吊桶连接杠杆带动阀芯开闭阀门。倒吊桶式疏水阀能排空气，不怕水击，抗污性能好。过冷度小，漏汽率小3％，最大背压率为75％，连接件比较多，灵敏度不如自由浮球式疏水阀。因倒吊桶式疏水阀是靠蒸汽向上浮力关闭阀门，工作压差小于0.1 MPa时，不适合选用。

当装置刚启动时，管道内的空气和低温凝结水进入疏水阀内，倒吊桶靠自身重力下坠，倒吊桶连接杠杆带动阀芯开启阀门，空气和低温凝结水迅速排出。当蒸汽进入倒吊桶内，倒吊桶的蒸汽产生向上浮力，倒吊桶上升连接杠杆带动阀芯关闭阀门。倒吊桶上开有一个小孔，当一部分蒸汽从小孔排出，另一部分蒸汽产生凝结水，倒吊桶失去浮力，靠自身重力向下沉，倒吊桶连接杠杆带动阀芯开启阀门，循环工作，间断排水。

5）组合式过热蒸汽疏水阀

组合式过热蒸汽疏水阀有两个隔离的阀腔，由两根不锈钢管连通上、下阀腔。它是浮球式和倒吊桶式疏水阀的组合。该阀结构先进合理，在过热、高压、小负荷的工作状况下，能够及时地排放过热蒸汽消失时形成的凝结水，有效地阻止过热蒸汽泄漏，工作质量高。最高允许温度为600℃，阀体为全不锈钢，阀座为硬质合金钢，使用寿命长，是过热蒸汽专用疏水阀。

当凝结水进入下阀腔，副阀的浮球随液位上升，浮球封闭进汽管孔。凝结水经进水导管上升到主阀腔，倒吊桶靠自重下坠，带动阀芯打开主阀门，排放凝结水。当副阀腔的凝结水液位下降时，浮球随液位下降，副阀打开。蒸汽从进汽管进入上主阀腔内的倒吊桶里，倒吊桶产生向上的浮力，带动阀芯关闭主阀门。当副阀腔的凝结水液位再升高时，下一个循环周期又开始，间断排水。

2.热静力型疏水阀

这类疏水阀利用蒸汽和凝结水的温差引起感温元件的变形或膨胀带动阀芯启闭阀门。热静力型疏水阀的过冷度比较大，一般过冷度为15～40℃，它能利用凝结水中的一部分显热，阀前始终存有高温凝结水，无蒸汽泄漏，节能效果显著。它是在蒸汽管道、伴热管线、小型加热设备、采暖设备上最理想的疏水阀。

热静力型疏水阀有膜盒式、波纹管式、双金属片式之分。

1）膜盒式疏水阀

膜盒式疏水阀的主要动作元件是金属膜盒，内充一种汽化温度比水的饱和温度低的液体，有开阀温度低于饱和温度15℃和30℃两种供选择。膜盒式疏水阀的反应特别灵敏，不怕冻，体积小，耐过热，任意位置都可安装。背压率大于80％，能排不凝结气体，膜盒坚固，使用寿命长，维修方便，使用范围很广。

装置刚启动时，管道出现低温冷凝水，膜盒内的液体处于冷凝状态，阀门处于开启位置。当冷凝水温度渐渐升高，膜盒内充液开始蒸发，膜盒内压力上升，膜片带动阀芯向关闭方向移动，在冷凝水达到饱和温度之前，疏水阀开始关闭。膜盒随蒸汽温度变化控制阀门开关，起到阻汽排水作用。

2）波纹管式疏水阀

波纹管式疏水阀阀芯的不锈钢波纹管内充一种汽化温度低于水饱和温度的液体。随蒸汽温度变化控制阀门开关。该阀设有调整螺栓，可根据需要调节使用温度，一般过冷度低于饱和温度15～40℃。背压率大于70％，不怕冻，体积小，任意位置都可安装，能排不凝结气体，使用寿命长。

当装置启动时，管道出现低温凝结水，波纹管内液体处于冷凝状态，阀芯在弹簧的弹力下，处于开启位置。当冷凝水温度渐渐升高，波纹管内充液开始蒸发膨胀，内压增高，变形伸长，带动阀芯向关闭方向移动，在冷凝水达到饱和温度之前，疏水阀开始关闭，随蒸汽温度变化控制阀门开关，阻汽排水。

3）双金属片疏水阀

双金属片疏水阀的主要部件是双金属片感温元件，它随蒸汽温度升降受热变形，推动阀芯开关阀门。双金属片式疏水阀设有调整螺栓，可根据需要调节使用温度。一般过冷度低于饱和温度15～30℃，背压率大于70％，能排不凝结气体，不怕冻，体积小，能抗水击，耐高压，任意位置都可安装。双金属片有疲劳性，需要经常调整。

当装置刚启动时，管道出现低温冷凝水，双金属片是平展的，阀芯在弹簧的弹力下，阀门处于开启位置。当冷凝水温度渐渐升高，双金属片感温起元件开始弯曲变形，并把阀芯推向关闭位置。在冷凝水达到饱和温度之前，疏水阀开始关闭。双金属片随蒸汽温度变化控制阀门开关，阻汽排水。

3.热动力型疏水阀

这类疏水阀根据相变原理，靠蒸汽和凝结水通过时的流速和体积变化的不同热力学原理，使阀片上下产生不同压差，驱动阀片开关阀门。因热动力型疏水阀的工作动力来源于蒸汽，所以蒸汽浪费量比较大。该疏水阀结构简单，耐水击，最大背压率为50％，有噪声，阀片工作频繁，使用寿命短。

热动力型疏水阀有热动力式、圆盘式、脉冲式和孔板式之分。

1）热动力式疏水阀

热动力式疏水阀内有一个活动阀片，既是敏感件，又是动作执行件。根据蒸汽和凝结水通过时的流速和体积变化的不同热力学原理，阀片上下产生不同压差，驱动阀片开关阀门。漏汽率为3％，过冷度为8～15℃。

当装置启动时，管道出现冷却凝结水，凝结水靠工作压力推开阀片，迅速排放。当凝结水排放完毕，蒸汽随后排放，因蒸汽比凝结水的体积和流速大，阀片上下产生压差，阀片在蒸汽流速的吸力下迅速关闭。当阀片关闭时，阀片受到两面压力，阀片下而的受力而积小于上面的受力面积，因疏水阀汽室里面的压力来源于蒸汽压力，所以阀片上面受力大于下面受力，阀片紧紧关闭。当疏水阀汽室里面的蒸汽降温凝结成水，汽室里面的压力消失。凝结水靠工作压力推开阀片，凝结水又继续排放，循环工作，间断排水。

2）圆盘式蒸汽保温型疏水阀

圆盘式蒸汽保温型疏水阀的工作原理和热动力式疏水阀相同，它在热动力式疏水阀的汽室外面增加一层外壳。外壳内室和蒸汽管道相通，利用管道自身蒸汽对疏水阀的主汽室进行保温，使主汽室的温度不易下降，保持汽压，疏水阀紧紧关闭。当管线产生凝结水，疏水阀外壳降温，疏水阀开始排水；在过热蒸汽管线上如果没有凝结水产生，疏水阀不会开启，工作质量高。阀体为合金钢，阀芯为硬质合金，该阀最高允许温度为550℃，经久耐用，使用寿命长，是高压、高温过热蒸汽专用疏水阀。(www.daowen.com)

3）脉冲式疏水阀

脉冲式疏水阀有两个孔板，根据蒸汽压降变化调节阀门开关。即使阀门完全关闭，入口和出口也是通过第一、第二个小孔相通，始终处于不完全关闭状态，蒸汽不断逸出，漏汽量大。该疏水阀动作频率很高，磨损厉害、寿命较短。体积小，耐水击，能排出空气和饱和温度水，接近连续排水，最大背压率为25％，因此使用者很少。

4）孔板式疏水阀

孔板式疏水阀是根据不同的排水量，选择不同孔径的孔板，来达到控制排水量的目的。该阀结构简单，选择不合适时会出现排水不及或大量跑汽，不适用于间歇生产的用汽设备或冷凝水量波动大的用汽设备。

4.疏水阀的选用

1）疏水阀的疏水量

选用疏水阀时，必须按设备每小时的耗汽量乘以选用倍率（2～3倍）为最大凝结水量，来选择疏水阀的排水量。这样才能保证疏水阀在开车时尽快排出凝结水，迅速提高加热设备的温度。疏水阀排放能量不够，会造成凝结水不能及时排出，降低加热设备的热效率。当蒸汽加热设备刚开始送汽时，设备是冷的，内部充满空气，需要疏水阀把空气迅速排出，再排大量低温凝结水，使设备逐渐热起来，然后设备进入正常工作状态。由于开车时，存在大量空气和低温凝结水，入口压力较低，使疏水阀超负荷运行，此时疏水阀要求比正常工作时的排水量大，所以按选用倍率（2～3倍）来选择疏水阀。

2）疏水阀的工作压差

不能以公称压力选疏水阀，因为公称压力只能表示疏水阀体壳承受压力等级，疏水阀公称压力与工作压力的差别很大。要根据工作压差来选择疏水阀的排水量。工作压差是指疏水阀前的工作压力减去疏水阀出口背压的值。

3）机械型疏水阀的阀座号

机械型疏水阀按不同的工作压差段，分成多种“阀座号”，对应于不同的阀座孔径，每个工作压差段与排水量对应于一条坐标曲线（见图3-22），不同“阀座号”的排水量有很大差别。对于机械型疏水阀，应根据工艺条件的最高工作压差和最大排水量两者相对应的坐标曲线来选合适的“阀座号”。不能以公称压力来定“阀座号”。如果选错“阀座号”，可能出现疏水阀不工作或设备存水，影响设备正常运行。

4）疏水阀的工作温度

选用疏水阀时，要根据管道蒸汽最高温度来选择能满足工艺条件要求的疏水阀。当管道蒸汽最高温度超过公称压力相对应的饱和蒸汽温度时，将该蒸汽称为过热蒸汽。在过热蒸汽管道选择疏水阀时，应选用高温高压过热蒸汽专用疏水阀。

5）疏水阀的连接尺寸

疏水阀的工艺条件决定以后，根据疏水阀前后的工作压差、疏水量和“阀座号”，按疏水阀制造厂家的技术参数来选择疏水阀的规格尺寸。不能按设备连接尺寸选配同样尺寸的疏水阀，疏水阀的连接口径不能代表疏水量的大小，同一种口径的疏水阀，其疏水能力可能差别很大。

图3-22　排量图

5.疏水阀的安装

有关疏水阀安装的详细情况，可参阅各自的使用说明书。这里将要介绍的是安装过程中的注意事项。

1）设置于上升部位的场合

一般情况下，疏水阀安装在低于冷凝水排出设备的位置。如果想将疏水阀安装在高于冷凝水排出设备之处，则需在疏水阀的前方安装扬升接头，从而使冷凝水能够顺利地流入疏水阀。扬升接头（lift fitting）也称为“吸升接头”。当冷凝水排出部位较低时，可以通过它将冷凝水吸至高处并导向前方。

2）出口侧回收管

用于回收疏水阀排出之冷凝水的配管管径应具备一定的余量，至少应能够防止水汽冲击或压力损失带来的影响。此外，将回收管与多个集水管（返管）连接时，应形成一定的流入角度，以便于冷凝水的流动。

3）出口侧配管被水淹没的场合

将冷凝水排至排水沟的场合下，若将排水管直接伸入水中，易引发冷凝水飞溅，产生危险。如果必须被水淹没，为了防止蒸汽停止时排水沟内的水逆流至疏水阀而出现故障，应在排水管上进行开孔，或安装真空调整阀。

4）冷凝水收集装置的设置

在蒸汽输送管中设置疏水阀时，需要设计冷凝水收集装置。在通气初期和流速较快的场合，它能够有效地收集冷凝水，利于疏水阀更好地工作。如果没有设计冷凝水收集装置，容易出现冷凝水未被排出，垃圾、水垢堵塞入口等现象。

5）不同压力的冷凝水管线的回收

对于压力条件各不相同的冷凝水管线，需对应于每个不同的压力设计冷凝水回收管。一旦低压的回收管内流入高压的冷凝水，将会由于冷凝水的温差而导致冷凝水再次蒸发，从而产生噪声、“蒸汽锤”等不利影响。

安装时注意以下事项：

（1）安装前清洗管路设备，除去杂质，以免堵塞。

（2）蒸汽疏水阀应尽量安装在用汽设备的下方和易于排水的地方。

（3）蒸汽疏水阀应安装在易于检修的地方，并尽可能集中排列，以利于管理。

（4）各个蒸汽加热设备应单独安装蒸汽疏水阀。

（5）旁路管的安装不得低于蒸汽疏水阀。

（6）安装时，注意阀体上箭头方向与管路介质流动方向应一致。

（7）蒸汽疏水阀进口和出口管路的介质流动方向应有4％的向下坡度，而且管路的公称通径不小于蒸汽疏水阀的公称通径。

（8）一个蒸汽疏水阀的排水能力不能满足要求时，可并联安装几个蒸汽疏水阀。安装在可能发生冻结的地方时，必须采用防冻措施。

对于不同的冷凝水改造项目，选用何种回收方式和回收设备，是该项目能否达到投资目的至关重要的一步。首先，必须准确地掌握冷凝水回收系统的冷凝水量，若冷凝水量计算不正确，便会使冷凝水管管径选得过大或过小。其次，要正确掌握冷凝水的压力和温度，回收系统采用何种方式、何种设备、如何布置管网，都和冷凝水的压力温度有关。第三，冷凝水回收系统疏水阀的选择也是应该注意的内容，疏水阀选型不妥，会影响冷凝水利用时的压力和温度，亦影响整个回收系统的正常运行。

在进行系统选择时也并非回收效率越高越好，还要考虑经济性。也就是在考虑余热利用效率的同时，还要考虑初始的投入。闭式系统的效率较高，环境污染少，往往被优先考虑。