蒸汽袪水器(三)-機械式浮球袪水器

更新日期:4月 25

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:

浮球式袪水器利用簡單的連桿浮球機構,根據袪水器中的冷凝水液位,開啟或關閉閥門;依照液位高低連動機構做閥門比例開關,因此閥門開度與冷凝水形成速率成正比,不受溫度或壓力的影響,排放為比例式開關,不會干擾自動控制。


浮球機構偵測袪水器內部的液位連動開啟閥門,當不凝性氣體進入袪水器時,浮球機構無法開啟閥門排除不凝性氣體,造成空氣閉鎖現象(Air lock);因此決大多數的浮球式袪水器內建排空氣閥門來解決空氣閉鎖問題。排空氣閥為一感溫元件,可使用雙金屬式或液囊式感溫元件即為蒸汽袪水器(一)-熱靜力式雙金屬袪水器 & 蒸汽袪水器(二)-熱靜力式液囊袪水器】為主要作動機構,感溫元件偵測冷凝水位上方溫度,並依道爾頓分壓定律來識別不凝性氣體含量多寡以決定排空氣閥門開度;帶來額外的好處是,當主閥門(浮球機構)排量不足以應付實際冷凝水量時,袪水器內液位升高,當升高至排空氣閥門高度時,排空氣閥門可協助排水,無形中增加了該袪水器的負荷能力


機械式連桿浮球袪水器作動情況可由下圖了解。


連桿浮球 vs 自由浮球

浮球袪水器目前有連桿式與自由式(無連桿)兩種類型。技術上,連桿浮球由於有固定密合面與連桿作為槓桿,動作穩定且密合度高,可強化密合面硬度因此壽命長。自由浮球由於沒有連桿,沒有固定密合面因此沒有固定磨耗面。關閉時可想像一個大海灘球在浴缸中,隨著水位的降低,慢慢地吸到排水孔上,防止洩漏。廠商官網的影片有示範其動作原理,但在激烈的水位變化中,浮球滾到排水孔上需要更多時間被壓在排水孔上。在這個階段可能會有微漏的情形,但官網影片從頭到尾都只把鏡頭放在浮球動作,完全沒有後方冷凝水排放的狀況,所以無法確定。 兩者相比的優缺比較還是需要使用者來查證。



選用建議:

機械式浮球袪水器是利用浮球在冷凝水中的浮力作動,在設計條件內,閥門的開關與否不會受到操作的壓力以及溫度的影響,與前述兩款熱靜力式袪水器相比較,最大的差異性為飽和溫度狀態排除冷凝水,可以確保管線以及設備中無積水狀況產生,也不需要於一次側預留一公尺的裸管距離。


1. 安裝於汽水分離器下方可即時排水,防止汽水分離器的積水而產生系統管線水錘現象,進而防止蒸汽系統的損壞以及操作人員的危害。


2. 極其適合應用於熱交換設備的冷凝水排除;即時的排除冷凝水可防止熱交換設備因為積水造成的腐蝕以及內應力的產生而造成設備損壞,更重要的是即時的排除冷凝水可以令設備運轉穩定,不會因設備積水產生的溫度差造成控制設備hunting,讓產品品質更穩定。


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