三、蒸汽供应系统

前已提及，要压制出高质量的颗粒饲料，则需要供给高质量的饱和蒸汽。要获得饱和蒸汽，则需要有完善的供汽系统：即压力在0.7兆帕以上的工业锅炉、合理管径尺寸的管道和一些相配的附属装置的整个供汽系统（图4-18）。该系统应注意以下几点：

（1）选用压力在0.7兆帕以上、产生的蒸汽量与制粒机产量相适的工业锅炉。因为它比普通（生活）锅炉使调质器内物料温度高出20℃。

（2）供给锅炉的水一定要进行净化处理，并加温到80℃以上后加到锅炉中。

（3）通过水汽分离器（或汽包）、冷凝水分离器（疏水阀）将冷凝水及时排出（或回引锅炉供水箱中），不得让冷凝水进入调质器中。

（4）从锅炉至调质器的管道要尽量缩短，并用绝热层包被，减少热损失。

图4-18　蒸汽产生和输送整个系统

（一）锅炉

饲料厂使用的锅炉有燃煤锅炉和电锅炉两大类。电锅由于其一次性投资少、占地小、使用方便等优点，它主要用于电力充足并保证常年供电的小型饲料厂。广大饲料厂多采用燃煤锅炉（图4-19），其基本组成是汽锅和炉子两大部分。燃料在炉子里燃烧，将燃料的化学能转化为热能，即燃烧产生的高温烟气，通过汽锅受热面将热量传递给汽锅内温度较低的水，水被加热而沸腾气化生成蒸汽。

图4-19　燃煤锅炉图

现以双锅筒横置式链条锅炉为例，简介锅炉的基本结构。

汽锅的基本结构包括锅筒（又称汽包）、管束、水冷壁、集箱和下降管等组成的一个封闭汽水系统。炉子包括煤斗、炉排、除渣板、送风装置等组成的燃烧设备。此外，为了保证锅炉的正常工作和安全，蒸汽锅炉还必须装设安全阀、水位表、高低水位警报器、压力表、主汽阀、排污阀、止回阀等（图中未示出）。为了提高锅炉运行的经济性，还设有用来消除受热面上积灰以利传热的吹灰器。

锅炉的选用除上述满足蒸汽压力外，还要满足制粒机调质要求的蒸汽量，蒸汽量可按制粒机最大生产率的5％（含对糖蜜、油脂加热用的蒸汽用量）。例如，制粒机的生产率为10吨/小时，则可选用0.5吨级的锅炉。若考虑其他蒸汽用量或将来发展增加的用量，可选用较大吨位的锅炉。

（二）供汽管道及其附属装置

1．供汽管道　指由锅炉产生的、进入制粒车间的蒸汽一直到调质器的管路（图4-20）。在这段管路中，为了安全用汽和保证高质量的干饱和蒸汽进入调质器，安置一些必要附属装置（如安全阀、水汽分离器、疏水阀等）。

管道除上述管道尽量缩短并包被绝热层外，管径（内径）尺寸选用是否合适是很重要的。许多饲料厂没有很好发挥蒸汽的作用，主要原因之一是在减压阀下游管径太小所致。根据经验，生产率5吨/小时的制粒机，其进汽管径不应小于38毫米，生产率10吨/小时的制粒机的进汽管径不应小于50毫米，回水管径不小于25毫米较为恰当。预定管道的蒸汽流速和蒸汽量决定着应采用的管径。不同管径相对应不同的蒸汽压力。实际生产中，减压阀下游的蒸汽速度在18米/秒左右（不同管径有所差异）。选用蒸汽管径时可根据制粒机的产量、蒸汽用量及压力由表4-5查得。

图4-20　供汽管路及其附属装置

表4-5　蒸汽速度一定（18.28米/秒）时不同管径不同压力的蒸汽流量（千克/小时）

进汽管径不同，管道允许的蒸汽速度也不同片见表4-6。随着管径增大，允许的流速可适当增大。管径小流速大，则阻力将剧增。

表4-6　不同管径相应允许的蒸汽流速

还应提出的，蒸汽管道应有一定坡度，并在最低处必须装有疏水阀（或放水阀），以便排除沿途形成的冷凝水。

2．管路中的附属装置

（l）水汽分离器（图4-21）又称小汽包，还称蒸汽刹克龙。从锅炉分汽缸（大汽包）来的蒸汽，在其进入制粒机之前，一般先进入水汽分离器（图4-20中之7），其功能是分离出蒸汽中的水分。为了保证良好的水汽分离效果，水汽分离器尽可能靠近制粒机。从锅炉来的蒸汽从水泡分离顶端进入，在其内蒸汽因离心作用而与水汽分离器壁接触，并且水珠因密度大而从蒸汽中分离出来。分离出水分之后的蒸汽通过出汽管离开分离器并进入制粒机的进汽管。分离出的水分由疏水阀排出。

图4-21　水汽分离器

水汽分离器的底部安有T字形收集器，其一端设有冷凝水分离器（疏水阀）和过滤器，另一端设有供检查用的阀门。分离出的水（冷凝水）经过滤器过滤由疏水阀排出。

（2）疏水阀

①结构和原理：它是一种能自动迅速地排出水汽分离器分离出的和管网中凝结的水、并阻止蒸汽排出的设备，故又称疏水阀为阻汽排水阀（器）。它的作用是能保证设备的传热效率。若不及时排出供汽系统的凝结水，凝结水将在管网中积聚，会妨碍蒸汽流动，使蒸汽湿度增高，势必影响调质质量和换热效率，而且也可能引起水击，撞坏管道、阀门等。

疏水阀主要分三大类：浮子型、热动力型和热膨胀型。浮子型是利用蒸汽与凝结水的重量差，使浮子升降来启闭阀瓣；热动力型是利用蒸汽和凝结水的热动力特性不一，而直接启闭阀瓣；热膨胀型是利用蒸汽与凝结水的温度差，驱使热元件来启闭阀瓣。

现以浮子型中的浮桶式（还有钟式、球式）来叙述其结构和工作原理。

图4-22　浮桶式疏水阀

浮桶式疏水阀（图4-22）由锥形阀、套筒、浮桶、旁通气阀、通道、排气小孔等组成。当冷凝水进入疏水阀后，注满浮桶外的空间，浮桶上升，与桶底连接的阀杆随之上升使锥形阀关闭，当冷凝水继续不断进入阀内，水就溢流并充满浮桶内，浮桶在重力作用下下沉，阀孔打开，冷凝水在蒸汽的压力下，经阀杆与套管之间的间隙，流出阀孔，从通道排出疏水阀。当冷凝水排出一定量、蒸汽企图逸出时，浮桶被桶外冷凝水的浮力升起，阀又重新关闭。如此重复循环，不断进行间隙性排水。旁通气阀和排气小孔是用来排出空气和不凝结的气体的。这种疏水阀的阻汽性能良好，很少有蒸汽泄漏，使用寿命长。

②疏水阀的选用：疏水阀的排水量是其选用的重要因素，排水量过大或过小都不好。浮桶式疏水阀是处于间隙式工作，故疏水阀的实际排水量比厂家测定的额定连续排水量要小。因此选用的疏水阀的排水量应比理论计算的凝结水排水量（实际要求的排水量）要大一定的倍数（称倍率），一般倍率为2～4。若蒸汽压力稳定，只需将用汽设备（制粒机）的每小时用汽量（作为冷凝水）乘以倍率，所得排水量来选用疏水阀即可。若蒸汽压力不稳定且变化范围很大，除考虑倍率外，还应考虑最低压力时（此时冷凝水量最大）有足够的排水量。若最大排水量（如开始工作时）与正常工作排水量相差悬殊，可考虑设置旁通阀，以便在开车时放水，这时选用的疏水阀可小些。

此外，选用疏水阀时还应考虑阀门的公称通径和疏水阀的工作压差（进口和出口的压差），以便安装和保证正常工作。

③疏水阀的安装（图4-23）：(www.daowen.com)

图4-23　疏水阀的安装系统

a．疏水阀安装前，必须用压缩空气或蒸汽吹除疏水阀及连接管道中的脏物和锈皮；若疏水阀存放过久，安装前必须拆开检查，并清除密封面上的锈斑和污垢。

b.疏水阀应有过滤器。疏水阀不带讨滤器，应在疏水阀前安装过滤器（图4-23），以阻止杂质进入疏水阀。过滤器的过流面积应为通道面积1.5倍以上，滤孔直径φ0.7～1.0毫米。

c．安装时应注意使阀体上的箭头指示方向与凝结水流向相一致。

d．疏水阀安装应尽量靠近制粒机，并安装在调质器最低点，以利凝结水排出和排尽而不会进入调质器。

e．疏水阀前应安装冲洗管，并配冲水阀，用以冲洗管路中的污物和积水，还可排除空气；疏水阀后应安装检查阀以便检查疏水阀的工作状态；并前后安装截止阀。

f．必要时还要安装旁通阀、空气排放器及玻璃观测器等。

④疏水阀故障及其排除（表4-7）：

表4-7　浮桶式和钟形浮子式疏水阀故障及其排除

以上两种附属装置是保证获得高质饱和蒸汽的器件，作了较详细说明，以下在输气、输液管路中常用附属装置仅作简要介绍。

（3）其他附属装置

①截止阀和节流阀：截止阀是利用阀瓣（关闭件）沿着瓣座（阀座）通道的中心线移动，来控制管路启闭的一种闭路阀。在低压管路中截止阀也可调节管路中介质的流量。因受结构限制（公称通径在250毫米以下），在用于介质压力较高和流速较大的管路上，其密封面会很快磨损。因此调节流量时，必须用节流阀。

截止阀多用手轮或手柄启闭。在较大口径的截止阀或需自动控制的场合，可采用电动驱动。

截止阀的安装，对通常小通径的多采用外螺纹连接或卡套连接，对较大口径的多采用法兰连接。安装时应注意阀的进出口方向，即管路中介质的流向与阀体表面所指示方向一致。切勿装反。

截止阀的主要故障是：a．密封面冲蚀、损坏、沉积脏物及制造质量差（密封副同心度差、阀杆弯曲）而造成密封面泄漏；b．因螺母、阀杆螺纹损坏，阀瓣、节流锥脱落及针形阀、小口径阀门堵塞而造成阀门失效。

节流阀主要故障是标尺不对“O”、节流阀冲蚀而造成节流不准。

②减压阀：它是将容器内或管路中的介质压力降低到要求的压力。在制粒生产中，对锅炉来的蒸汽经过减压阀减压，保证进入调质器中的蒸汽有一个稳定和合适的压力。

减压阀是利用节制流量（节流）来达到降压的。即通过减少流道面积、加快流速，造成压力损失而达到减压的目的。减压阀按其结构有多种，其中弹簧薄膜式和活塞式最常见。

活塞式减压阀耐温性能较好，耐压性能也较好，广泛用于蒸汽管路。因活塞与汽缸的摩擦力较大，因而灵敏度低。如果要求灵敏较高时，可选用弹簧薄膜式减压阀。

减压阀的安装（图4-24）应注意事项：

a．阀门应直立安装在水平管路上，阀体上箭头的方向应与介质流动方向一致。

图4-24　减压阀安装系统

b．减压阀的密封性较差，为了截断介质，通常在减压阀前后分别安装一个截断阀。

c．减压阀前应安装过滤器以防止杂质进入减压阀；若介质压力较高，在减压阀后最好安装一个安全阀，以防压力过高而发生事故。

d．减压阀前后有一段直管，阀前直管长约600毫米，阀后直管长约1500毫米；阀的前后装有压力表，以观察进出口压力。

e．当减压比（阀后压力与阀前压力之比）小于25％时，阀后管径可扩大到阀前管径的2倍。

f．为了在减压阀的检修和失灵时不影响介质的通过，应设旁通管路，并装用启闭的截止阀。

g．与疏水阀一样，安装时及送汽前对阀座的密封、管道进行清理除垢和冷凝水等。

减压阀故障从略。

③安全阀：它是一种安装在受压容器和管路上的保护阀。当被保护的容器、管路介质压力超过规定的数值时，阀瓣自动开启，放出多余的介质，使压力下降；而当介质压力恢复规定值以内时，又自动关闭。它保障高压容器、管道和设备的安全运行。

安全阀种类很多，有杠杆重锤式、弹簧式、脉冲式等。弹簧式安全阀的优点是体积小、重量轻、启闭动作可靠，可用于固定和移动的设备上；其缺点是作用在阀瓣上的弹簧力随阀瓣开启高度（即阀瓣上升的垂直距离）而变化。弹簧安全阀应用广泛。

安全阀应根据口径、工作压力、保护压力、工作温度、使用介质等要求来选用。

保管安全阀时应将阀门通路两端用塞子或盖板封闭，放在干燥通风的室内；长期存放时，应经常检查，清除污垢，并在加工面涂上防锈油。

安装前应将阀门清洗干净，并核对阀门上的标志和标牌是否符合使用要求。

安全阀应直立安装，并使阀盖在上部，不允许倒装；阀杆与水平面应保持垂直度。要安装在便于观察和维修的地方，并应经常检查，定期调整。若发现介质压力超过允许开启压力时，阀仍不开启，应提起顶部的扳手，将阀座通道打开，同时排除故障。

安全阀的介质流向从阀瓣下流向阀瓣上面。如果装反，且又未及时纠正的话，可能会酿成重大事故。安全阀出口应设法避免背压现象发生，如出口有排泄管，其管径不应小于安全阀的出口通径，以保证排放通畅。