如何確定蒸汽管道疏水閥的數(shù)量和口徑

蒸汽管道散熱損失與管道口徑、保溫效果密切相關(guān)，造成蒸汽耗量與含水量增加。準(zhǔn)確計算熱損失與冷凝水量以挑選合適疏水閥至關(guān)重要，紐頓建議直管段每13米設(shè)置低排量疏水閥以減少損失。

蒸汽管道散熱損失造成了蒸汽耗量和蒸汽含水量的增加，尤其當(dāng)管道口徑過大和管道保溫不良，情況會更加嚴(yán)重。所以蒸汽管道需要安裝疏水閥，及時排除冷凝水。

VMV紐頓能認(rèn)為蒸汽管道的具體散熱計算比較復(fù)雜，它與管徑、保溫材料種類、保溫層厚度、環(huán)境溫度和風(fēng)速等有關(guān)。一些變量很難確定而且波動較大，因此準(zhǔn)確計算蒸汽管道的熱損失，這使得挑選疏水閥口徑而需要計算蒸汽管道產(chǎn)生的冷凝水量顯得相當(dāng)困難。

蒸汽管道熱損失到底有多大？VMV紐頓蒸汽工程師計算可知，一個DN100口徑的蒸汽管道舉例，假如其蒸汽為6.0barg的飽和蒸汽，外界溫度為25℃，風(fēng)速9米/秒（為清風(fēng)），管道以50毫米玻璃纖維保溫。

在這種情況下，每100米管道散熱損失約7000瓦特，即每小時損失蒸汽約12.5kg/h。如果蒸汽管道長度為1000米，則每小時管道散熱損失蒸汽約122kg/h，產(chǎn)生122kg/h的冷凝水量，每天產(chǎn)生2928kg/d冷凝水，每年365天共損失1069噸蒸汽。

如蒸汽價格保守地按200元/噸計算，則全年損失21.4萬元。如果保溫材料為礦物棉，散熱損失會增加6%，如此，一個1000米長的DN100蒸汽管道每年因散熱造成的經(jīng)濟(jì)損失約22.7萬元。

管道口徑偏大造成熱損失增加高達(dá)30% ，在我國蒸汽管道口徑幾乎都過大，經(jīng)常大于實(shí)際需求口徑兩個以上等級。對于上面案例，口徑跨越兩個等級后就是DN200。即使只按DN150口徑來算，其它條件不變，管道散熱損失也將增加28.6%，則100米長的DN150蒸汽管道每年散熱損失產(chǎn)生的冷凝水量將16kg，每1000米將產(chǎn)生160kg/h的冷凝水。

保溫層厚度偏小造成熱損失增加40%以上 保溫層厚度也極大地影響著管道散熱程度。按上面例子，若其它條件保持不變，僅將礦物棉保溫層厚度減少為30毫米。在這種情況下，每100米長管道每小時散熱損失約19kg/h蒸汽，產(chǎn)生19kg/h冷凝水。

1000米長的管道每天散熱損失蒸汽4416kg/d，產(chǎn)生4416kg/d冷凝水，相比50毫米厚的保溫層，損失增加約41.9%。

散熱損失受蒸汽壓力影響并不大，例如，將蒸汽壓力從6.0barg提高到10.5barg，對于DN100的蒸汽管道，當(dāng)外界溫度和風(fēng)速仍分別為25℃和9米/秒時，管道以50毫米礦物棉保溫，則一條1000米長的DN100蒸汽管道產(chǎn)生的散熱冷凝水為13kg/h，僅比6.0barg時增加了7.1%。

DN100的蒸汽管道截面積A=πd2/4=0.00785.假定產(chǎn)生破壞性水錘的條件是產(chǎn)生200mm的滿溢水柱，則所需冷凝水量Q=0.00785*0.2=0.00157m3。

由上可知DN100蒸汽管道100米正常選型散熱產(chǎn)生冷凝水量為12.5kg/h，則100米產(chǎn)生水錘的水彈可能為0.0125/0.00157=8個，也就是每13米必須布置一個蒸汽疏水閥。雖然需要13米布置一個疏水點(diǎn)，但是即使考慮2倍安全系數(shù)，疏水閥的排量也低于10kg/h,所以疏水閥口徑和流通能力cv值必須引起足夠重視。

考慮到蒸汽管道起動時，需要加熱冷態(tài)蒸汽管道和配件，100米產(chǎn)生冷凝水量為60kg,此部分的冷凝水挑選疏水閥排量決定于起機(jī)時間。

綜上所述，紐頓建議蒸汽管道散熱產(chǎn)生的冷凝水在直管段（或等效）需要每13米設(shè)置一個低排量能力好的疏水閥。