蒸汽袪水器(一)-熱靜力式雙金屬袪水器

更新日期:4月 11

前言:

蒸汽袪水器的基本任務是藉由自動排除系統中的冷凝水和空氣讓蒸汽管道和製程設備中保持充滿蒸汽的狀態達到保持良好的蒸汽品質。


經驗法則

室內應每 50 -70 米在蒸汽主管道上設置一組祛水器(站)

室外應每 30 ~ 50 米設置一組祛水器(站)

任何管線提升的底部都應有一組祛水器(站)

在停止閥、控制閥、流量計前和汽水分離器底下也應該安裝祛水器(站)

祛水器(站)應該安裝於管線末端,適當地排除冷凝水和空氣


作動原理介紹

熱靜力式袪水器是利用溫度變化來達到袪水器自動排水的功能,常看到的熱靜力式袪水器依其內部感溫元件的不同分為兩種,一為雙金屬式袪水器,另一種為液囊式袪水器(亦稱之為壓力平衡式袪水器)。


雙金屬式袪水器(Bi-metallic Steam Trap)

雙金屬式袪水器其感溫元件為〝雙金屬片〞,雙金屬片是兩種不同金屬片的組合,不同的金屬具有完全不同的膨脹係數,當它們不可分割地接合在一起。與另一側相比,雙金屬片的一側具有較大的膨脹係數。在常溫的條件下,雙金屬完全平整(Fig.1)。受熱時,因為熱脹冷縮的原理,兩側金屬皆開始膨脹,其中一側金屬膨脹量大於另一側金屬膨脹量(Fig.2),致使雙金屬片彎曲

當多組雙金屬片以較小的膨脹係數相互組裝成組時,冷態條件下它們將平整的貼合 (Fig.3),但當溫度升高時,它們會變得越來越凸(Fig.4)。


通過在閥桿上堆疊多個雙金屬片(Fig.5),增加作動行程。當雙金屬元件周圍的溫度升高時,雙金屬片對的彎曲將縮小閥門間隙,使閥門關閉。


飽和蒸汽的溫度由其壓力決定。在蒸汽空間中,蒸汽釋放潛熱,在蒸汽溫度下形成冷凝水。進一步的於任何熱量損失造成冷凝水的溫度將下降。當感應到這種低溫時,冷凝水將通過熱靜力式雙金屬袪水器。當蒸汽或熱冷凝水到達袪水器時,溫度升高,袪水器關閉。關閉力 (F1) 是由蒸汽溫度提供,開啟力 (F2) 由閥門上的蒸汽壓力引起的。藉由冷凝水溫度以調節閥門的位置。



熱靜力式雙金屬袪水器作動情況可由下圖了解。


以下影片擷取自https://www.youtube.com/watch?v=Bnh_Ov__m-Q

選用建議:

1. 使用熱靜力式袪水器的原因多是為了能在低於飽和蒸汽溫度以下排放冷凝水。在低於飽和蒸汽下排放冷凝水的好處是閃發蒸汽較少,煙霧迷漫的狀況較不明顯。而之所以能在低於飽和蒸汽溫度以下排放的原因則是系統可以利用蒸汽冷凝水的部分顯熱,例如儲槽或保溫管線。另外一個原因則是刻意不保溫袪水器前方的管線,讓熱散失到環境中。


2. 另外一個選用熱靜力袪水器的原因是系統起機時的蒸汽管線排氣功能。在蒸汽主管上,常用的袪水器為碟片式蒸汽袪水器。 但由於碟片式袪水器的開關是透過伯努力原理,藉由流體速度差所產生壓降來開關,因此遇到流速快的空氣時往往誤判為蒸汽而關閉。這樣會造成主管的空氣無法排除,使得系統的升溫的速度緩慢。 熱靜力式雙金屬蒸汽袪水器為感溫式蒸汽袪水器的一種,蒸汽飽和溫度以下為常開因此可以讓系統停止時的水跟空氣排除。遇到蒸汽系統有蓄氣問題時會是比較好的選擇。


熱靜力雙金屬式蒸汽袪水器參考型號: Valsteam ADCA BM系列


3. 由於雙金屬構造的特性,常用於電廠與化工產業的高溫壓環境。食品飲料等16barg以下的蒸汽系統建議改用價格低廉許多的熱靜力式囊式蒸汽袪水器 (可參考ADCA的TH32Y )


ADCA TH32Y 產品介紹


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索能小編


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