蒸汽干度改善的效果|防止加热不均与不良品的分离器的作用是什么

在蒸汽管道上设置分离器,可以将蒸汽中夹带的凝结水(水滴)分离出来,向设备输送干度较高的蒸汽,从而有助于减少加热不均和产品不良。所谓干度,是表示蒸汽中所含”气态蒸汽”与”液态水滴”比例的指标,水滴越少、越干燥的蒸汽越接近1.0。分离器就是在设备入口处保持这一干度处于较高水平的设备。作为左右加热稳定性与热交换效率的要素之一,分离器被广泛应用于众多蒸汽设备中。

本文要点

  • 分离器分离蒸汽中的凝结水,向设备供应干度较高的蒸汽
  • 干度较低的蒸汽容易成为热交换效率下降和加热不均的原因之一
  • 设置位置、口径以及与疏水阀的组合会左右其效果

分离器有助于改善品质的原理

干度与蒸汽中凝结水的影响

在蒸汽管道中,由于散热引起的冷凝或负荷波动等原因,部分蒸汽有时会重新变回水滴(凝结水)。含有大量凝结水的蒸汽干度会下降,即使在相同压力下,实际传递的潜热量也容易随之减少。

蒸汽中的凝结水对加热的影响,可举出以下几点:在传热面上形成水膜、阻碍热量传递;流入设备的凝结水量随时间波动,导致加热难以稳定。其结果可能引发加热对象温度局部参差不齐、升温延迟等现象。加热不均不仅取决于蒸汽的状态,还涉及设备的传热设计和运行条件等多个因素,因此将干度管理视为其中一项重要因素来把握较为妥当。

分离器在内部使蒸汽流向急剧转变,利用惯性差将较重的水滴从蒸汽主流中分离出来。分离出的凝结水汇集于下部,通过疏水阀排出系统之外。由此,便于在设备入口处确保干度较高的蒸汽。

设置位置与组合方式的思路

要获得分离器的效果,一般应尽可能靠近需要提高干度的设备,并设置在其上游侧。如果距离设备过远,分离后的管道中有可能再次产生凝结水,导致干度下降。

此外,分离器分离出的凝结水必须可靠排出。下部多采用设有暂时存积凝结水的空间以及承接水垢、杂质部分的形式,并在此处连接适当的疏水阀。若排出受阻,积存的凝结水会再次被带入蒸汽侧,好不容易分离出来的水分又会流入设备,因此希望在规划时将疏水阀的选型与维护也一并纳入考虑。

注意事项

分离器的前提是要针对口径和压力条件进行恰当选型。选型过大或过小都会影响压力损失和分离性能。在空气(不凝性气体)混入成为课题的系统中,有时还需要排气等其他对策,仅靠分离器本身并不能解决所有品质问题。重要的是结合实际运行压力、流量、负荷波动进行综合判断。

常见问题

Q1. 干度指的是什么

A1. 它是表示蒸汽中所含气态蒸汽与液态水滴质量比例的指标。水滴越少,数值越接近1.0。蒸汽越干燥,越有望获得稳定的加热。

Q2. 分离器与疏水阀有什么区别

A2. 分离器是在流动中将水滴从蒸汽里分离出来的设备。疏水阀则是将积存的凝结水排出系统之外的阀门。两者作用不同,一般组合使用。

Q3. 应设置在何处

A3. 基本原则是在需要提高干度的设备上游侧,尽可能靠近的位置。若距离过远,分离后的管道中会再次产生凝结水,效果可能减弱。

Q4. 只要设置就一定能消除加热不均吗

A4. 不能一概而论。加热不均涉及传热设计和运行条件等多个因素。改善干度是一项有效的对策,但需要在整个系统层面加以确认。

Q5. 口径如何确定

A5. 应结合运行压力、流量、允许压力损失等进行选型。仅按管道尺寸来配套,有可能造成过大或过小,因此希望整理好各项条件后再作判断。

Q6. 维护方面有哪些需要注意的地方

A6. 确认排出分离凝结水的疏水阀动作是否正常十分重要。若排出受阻,积存的水分会返回蒸汽侧,可能导致干度下降。建议定期进行检查。

总结

分离器是将蒸汽中的凝结水分离出来、向设备供应干度较高蒸汽的设备,有助于支撑加热的稳定与热交换效率的维持。要充分发挥其效果,必须结合运行条件,对设置位置、口径以及与疏水阀的组合加以研究。

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