因为有开放的孔,人们就会认为蒸汽泄漏可能很严重,但实际泄漏的蒸汽却出乎意料的少。
大气压下,水变成气体,体积会增大1600倍。因此在大气中,很少量的蒸汽,也会用肉眼看到白色的气体。 另外,高温的(100℃以上)凝结水,排放到大气中时,伴着声音,会瞬间爆发性地汽化,变回蒸汽(再蒸发产生的蒸汽叫闪蒸汽)。 因此,即便没有漏气,在管道周边外观,看到的闪蒸汽,给人大量蒸汽泄漏的错觉。 蒸汽压力超过0.1MPaG(温度120℃)时,从排放孔只排放蒸汽的量和只排放凝结水时产生的闪蒸汽量比较,闪蒸汽量要高于前者。蒸汽压力越高,这个差数越高。因ORIFICE-TRAP 的凝结水排放是持续的,当凝结水排放到大气中时,白色的闪蒸汽(不是蒸汽泄漏)会持续不断在眼前显现, 并被误认为是蒸汽在泄漏。 其实是因为凝结水没有滞留,在持续有效地排放,因凝结水的温度接近饱和温度,凝结水排放到大气的瞬间,爆发性的膨胀产生的闪蒸汽增多, 说明ORIFICE-TRAP在有效工作。
我们用数据看下,即便有开放的孔,蒸汽也很难泄漏的事实。ORIFICE-TRAP的凝结水排放孔,通过的凝结水及蒸汽的流量,是由前后的压力决定的。按化工流量计算公式计算,1Mpa.G的压力下, 凝结水排放能力100kg/h的ORIFICE-TRAP ,只排放蒸汽时(排放到大气中),蒸汽流量是3.7kg/h,是凝结水排放能力的3.7%。这个数据是假定100%蒸汽, 没有凝结水的情况下的数据。而实际上是不可能有100%饱和蒸汽的,只要有一点凝结水,泄漏的蒸汽量就比这个数据低。当凝结水量减少到排放能力的10%时,只有0.37%的蒸汽泄漏。传统热动力型疏水阀(DISK型)排放凝结水后,要借用泄漏的蒸汽的力量关闭阀门,因此即便是新品,也会有凝结水排放量的10%的蒸汽泄漏。
冬季和夏季的相差有多大?人们想当然认为「冬季和夏季的凝结水量也会相差10倍以上吧?」但实际蒸汽管道的凝结水量夏季比冬季最多减少30%。 管道的凝结水量计算如下
ΔT=蒸汽温度-外气(大气)温度(℃)
L=管道长(疏水阀之间的距离)(m)
D=管道的外径 (㎜)
d=管道的内径(㎜)
H=蒸汽潜热(kcal/kg)
按这个公式, 与夏季和冬季有关的数据只有ΔT,和凝结水量有比例的关系,通过比较夏季和冬季的ΔT,可知道这个差异。比如,以裸管为例, 假定裸管的表面温度是蒸汽的温度(实际裸管表面温度比这个低),冬季气温是-5℃, 夏季气温是35℃,则如下图。
蒸気圧力 | 配管表面温度 | 夏のΔT | 冬のΔT | (夏のΔT/冬のΔT)×100 |
0.5MPaG | 150℃ | 150-35=115 | 150-(-5)=155 | 74% |
1.0MPaG | 180℃ | 180-35=145 | 180-(-5)=185 | 78% |
2.0MPaG | 214℃ | 214-35=179 | 214-(-5)=219 | 82% |
蒸汽压力越高,夏季和冬季的差异越小。夏季的凝结水量比冬季最多减少30%,ORIFICE-TRAP(蒸汽-疏水器)在凝结水负荷率50%为止,没有任何蒸汽泄漏,因此按冬季的凝结水量提供合适的排放孔,在使用上就不会有任何问题。
ORIFICE・TRAP 是根据安装设备的最大凝结水产生量来设计的排放孔径,因此无论负荷如何变动, 不存在凝结水排放不净的问题。只会存在负荷率降低时, 蒸汽是否泄漏,泄漏多少的问题。
下图的曲线,体现了随着凝结水量负荷的变化,蒸汽泄漏量的变化。 |
凝结水负荷率25%时, 有10%的蒸汽泄漏。换算成蒸汽泄漏数量就是,:
8kg/h×10%=0.8 kg/h, 仅仅是凝结水排放能力 (172kg/h)的0.47%。
--凝结水负荷率10%时, 有30%的蒸汽泄漏。换算成蒸汽泄漏数量就是:
8kg/h×30%=2.4 kg/h, 仅仅是凝结水排放能力 (172kg/h)的1.4%。
以上的关系, 和蒸汽压力无关,在实际应用中都成立。
即ORIFICE・TRAP在凝结水负荷率仅仅是10%时, 蒸汽的泄漏量也要比传统疏水阀在正常使用状态下,排放凝结水时的同伴蒸汽少很多。
虽然蒸汽管道的压力不变,但因为气候温度的影响,凝结水量会有增减变动。但加热设备,一般只要蒸汽压力不变,凝结水量就不会有变动。一般凝结水量如果减少,加热的必要性减少,就会自动或人为关闭蒸汽的供应阀门,加热室内的蒸汽压力也随之降低。因为排放孔的出口侧压力几乎不变,如果蒸汽压力降低,ORIFICE・TRAP进口侧和出口侧的压差也会缩小,随之排放孔的排放能力也降低。即,即便凝结水的产生量减少,对ORIFICE・TRAP的凝结水排放能力的负荷率影响不大。一般加热设备,即便凝结水量减少,也不会增加蒸汽的泄漏量。
根据1.0MPaG的压力,选定ORIFICE・TRAP后, 压力下降了1/2, 到 0.5 MPaG的情况为例。
ORIFICE・TRAP凝结水的排放量计算公式如下:
Q=凝结水流量 (㎏/hr)
d=排放孔径 (㎜)
Δp=压差 (㎏/c㎡)
v=比容积 (m3/㎏)
凝结水流量 Q和
有比例关系。
假设凝结水排放到大气中
蒸汽压力1.0MPa时,凝结水排放量是:
蒸汽压力 0.5MPa 时, 凝结水排放量是:
蒸汽压力降低1/2后, 凝结水排放量大约是70%.
空气暖风机把空气从0℃加热到 100℃时,看一下凝结水量的变化比例,
从下列公式中获得凝结水量:
Q=凝结水流量(㎏/hr)
传热面积 (㎡)(㎡)
K=热贯流率 (kcal/㎡・hr・℃)
ΔT=蒸汽温度-(进口侧温度+出口侧温度)/2(℃)br />
A=50㎡
K=40(kcal/㎡・hr・℃)
蒸汽压力1.0 MPaG时, ΔT=183-60=123
蒸汽压力 0.5 MPaG 时, ΔT=151-60=91
蒸汽压力从1.0降到0.5 MPaG, 但因为蒸汽温度也下降,凝结水量也准确降到70%。
すが、蒸気温度も下るので、因此选定ORIFICE-TRAP型号后, 即便蒸汽压力从1.0降到0.5 MPaG, 但因为蒸汽温度也下降,凝结水量也准确降到70%,而选定ORIFICE-TRAP型号时,凝结水排放能力有20%左右的安全值,因此压力下降1/2,对凝结水的排放没有任何影响。
Fixed Orifice Type Steam Trap(固定孔式蒸汽疏水器) 的排放孔,被堵塞的频率大大低过传统疏水阀。
Fixed Orifice Type Steam Trap(固定孔式蒸汽疏水器)的排放孔径最小φ0.5㎜, 最大φ10.0。
如发生堵塞现象,也是发生在孔径 φ1.0㎜以下的FIXED ORIFICE TYPE STEAM TRAP(固定孔式蒸汽疏水器),孔径大于φ1.0㎜的,在实践经验中,几乎没有发生堵塞的。如今锅炉的性能提高很多,蒸汽中硅酸和钙等的氧化物含量极少,发生堵塞一般是由铁锈引起。如今FIXED ORIFICE TYPE STEAM TRAP(固定孔式蒸汽疏水器)的进口侧有材质是不锈钢的60Mesh 的Y型过滤器,一般的铁锈等杂质都能被过滤,因此一般不会堵塞。
压力和闪蒸汽发生量(ORIFICE・TRAP排放孔径Φ1.0㎜) |
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蒸汽压力 (MPa・G) |
凝结水排放量 (凝结水100%) (㎏/h) |
蒸汽排放量 (蒸汽100%) (㎏/h) |
闪蒸汽量 (㎏/h) |
蒸汽排放量/ 凝结水排放量(%) |
闪蒸汽量/ 凝结水排放量(%) |
0.1 | 32.0 | 1.1 | 1.1 | 3.6 | 3.6 |
0.3 | 45.0 | 2.0 | 3.6 | 4.3 | 7.9 |
0.5 | 55.4 | 2.5 | 6.1 | 4.5 | 11.0 |
1.0 | 75.4 | 4.4 | 11.3 | 5.8 | 14.9 |
2.0 | 103.0 | 8.3 | 21.6 | 8.0 | 20.9 |
3.0 | 120.0 | 12.4 | 30.0 | 10.3 | 25.0 |
4.0 | 133.0 | 16.1 | 37.2 | 12.1 | 27.9 |
5.0 | 162.0 | 24.9 | 51.8 | 15.3 | 31.9 |
看到上记表格,是否会有哇~的惊诧? 很多人常识上认为,凝结水负荷率为100%,即只排放凝结水,没有任何蒸汽时,ORIFICE-TRAP(蒸汽-疏水器)的出口侧的水蒸气状态最温和,而凝结水负荷率为0%,没有凝结水,只有蒸汽时, 蒸汽泄漏会很严重。 但事实上正好相反, 蒸汽压力0.1MPaG以下,饱和温度比较低的情况下,蒸汽排放量超过闪蒸汽量, 0.1MPaG压力以上, 因为压力高, 闪蒸汽量就增加很多。
因为闪蒸汽排放到大气中的瞬间,有爆发性的膨胀并伴有噪音,给人大量蒸汽在泄漏的错觉。特别是在1.0MPaG以上压力时,凝结水量多,气势很大,在凝结水负荷率100%时,达到最高。 ORIFICE・TRAP因连续排放凝结水,排放到大气中时,闪蒸汽的白雾会持续不断在眼前显现,常常被误会是蒸汽在泄漏。 其实是因为凝结水没有滞留,在持续有效地排放,凝结水的温度接近饱和温度,凝结水排放到大气的瞬间, 爆发性的膨胀产生很多闪蒸汽, 这说明O-TRAP在有效工作。