疏水阀选型举例

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1、第13章冷凝水的排除疏水阀选型举例章节13.413.4疏水阀选型举例蒸汽和冷凝水系统手册13.4.1917第13章冷凝水的排除疏水阀选型举例章节13.4疏水阀选型举例例13.4.1疏水阀的选择某工厂需要安装一台汽水热交换器，热源的蒸汽压力为4barg将水从10加热到80℃，循环水的流量为1L/s，设计的功率为293kW。制程最小负荷约为满负荷的60%。该设计参数为最终运行参数，今后不会增加任何负荷。有两家供应商被要求提供换热器，以下信息对疏水阀的选型非常重要：供应商“X”提供的换热器换热面积为2m2，传热系数“

2、U”为2500W/(m2·℃)，在蒸汽压力为4barg、水流量为1L/s时，能够提供的加热功率为350kW。供应商“Y”提供的换热器换热面积相对较小，与293kW的实际功率更加匹配，传热系数“U”为2500W/(m2·℃)，在蒸汽压力为4barg、水流量为1L/s时，能够提供的加热功率为293kW。换热器后的冷凝水管道提升了5m进入冷凝水回收管，回收管沿途下降进入一开式冷凝水收集罐，疏水阀后的背压为0.5barg。注：在大气压力下，1m高的水柱会在其底部产生约10kPa或0.1barg的压力。因此，疏水阀后排放

3、管道的提升都会相应产生一定的静压力，增加冷凝水管道内的压力。因此，必须确定系统的工作情况才能选择合适类型和口径的疏水阀，确保在任何工况下都能从换热器中有效的排除冷凝水。为了正确的排除冷凝水，必须确定以下问题：(A)在正常运行时会发生失流状况吗?(B)负荷为多少时会发生失流?首先确定设计状态时的热负荷从热量热量平衡公式2.6.5中，我们得到设计的热负荷为：Q=mcpT公式2.6.5Q=1.0kg/sx4.19kJ/kg℃x(80-10)℃换热功率(Q)=293kW供应商“X”换热器的功率为350kW，换热面积为2

4、m2在设计负荷下，换热器内蒸汽空间的压力是多少？首先必须确定2m2换热面积下的对数平均温差LMTD(∆TLM)由公式13.2.1:Q公式13.2.1A=U∆TM293000W2m2=2500W/m2℃x∆TM293000W∆TM=2500W/m2℃x2m2∆TM=58.6℃通过公式2.5.5，可以计算设计状态下换热器内的蒸汽温度：公式2.5.513.4.2蒸汽和冷凝水系统手册918第13章冷凝水的排除疏水阀选型举例章节13.4式中：∆TLM=58.6℃；T1=10℃；T2=80℃；TS=蒸汽温度(℃)。80-1

5、058.6=Ts-10InTs-80Ts-1070In=Ts-8058.6Ts-10In=1.194Ts-80求解对数方程:Ts-10=e1.194Ts-80Ts-10=3.3Ts-80Ts-10=264-10蒸汽温度(Ts)=110℃该温度下对应的饱和蒸汽压力为0.45barg，低于疏水阀的背压0.5barg，换热器始终处于失流状态。在这种情况下，如果仅安装了浮球式疏水阀，换热器内始终都会有积水现象，负荷变化时，冷凝水的水位也会发生变化。由于二次侧出口温度趋向于不断波动，换热器的工作性能无法达到令人满意的效果

6、，而且由于腐蚀等原因还容易造成换热器永久性损坏。如果换热器始终在失流工况下运行，选择浮球式疏水阀是错误的，应该使用泵阀组合的方式排除冷凝水。供应商“Y”由于供应商的选择的换热器的换热面积能够正好满足设计条件，因此需要确定在最高负荷下能够满足换热要求所需的最小换热面积。在此之前，首先需要确定换热器的对数平均温差LMTD，蒸汽温度按4barg下饱和温度计算。由公式2.5.2:公式2.5.5式中:∆TLM=对数平均温差LMTD；T1=10℃；T2=80℃；TS=152℃。蒸汽和冷凝水系统手册13.4.3919第13章

7、冷凝水的排除疏水阀选型举例章节13.480-10∆TLM=152-10In152-8070∆TLM=142In7270∆TLM=In1.97270∆TLM==103℃0.679最高负荷下的换热量为293kW，由公式13.2.1可以得出最小所需的换热面积：Q公式13.2.1A=U∆TM式中:A=换热面积(m2)；Q=换热量(kW)；T2=传热系数(W/(m2·℃))；∆TM=对数平均温差∆TLM。293000A=2500×103换热面积=1.138m2从其标准产品范围，供应商“Y”能够提供一款换热面积为1.198

8、m2的板式换热器以满足实际工况的需要。这款换热器的选型稍大（约偏大5%），因此在满负荷运行时，蒸汽空间的实际工作压力要低于4barg。通常，换热器选型都会比实际负荷偏大10%，因此，在选择疏水类型和孔径时都必须先确定换热器内的蒸汽压力（并不是提供的额定工作压力）。著名的换热器厂商都愿意提供这些信息，至少他们能够提供换热面积、传热系数“U”和功率。从这些数据中可以计算得出对数平均温差，从