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[摘 要]本文详细介绍蒸汽自动疏水器的技术发展、工作原理、节能作用以及应用情况，供广大同行们在设计、选型及应用中参考。
[关键词]蒸气；疏水；疏水器
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）09-0049-01
1.概述
在火力发电机组运行中为了提高蒸汽系统的效率和保证蒸汽设备的安全和经济运行，应当尽可能地提高蒸汽的品质。然而实际的蒸汽系统中经常会有凝结水及空气的存在，影响蒸汽系统的效率及安全。我们应当设法经常地、及时地将蒸汽中的凝结水及空气（包括其他不可凝气体）排出来，挖掘在用设备潜力，达到节能增效的目的。在这方面国内与国外的差距是非常大的，我国从日本三菱、日立公司进口的机组中每台机组约有200多只蒸汽自动疏水器，欧美机组包括俄罗斯机组也都有较多的疏水器。而国产同类机组几乎很难找到一只疏水器，在一些凝结水较多的部位采用截止阀疏水，并规定一定的时间间隔去人为操作阀门启闭。因为无法判断凝结水的具体情况，一般不是造成凝结水的积存就是造成蒸汽的浪费。差别为什麽如此悬殊？这与日本缺乏能源资源是有关系的，以日本火电机组为例与国产机组比较，我们发现主要有以下两个原因：
1.1与国家的能源政策和观念有关
日本因为缺乏能源资源，能源的危机感促使日本在各个领域里都极为重视节能降耗。疏水器属于节能产品，因此不仅其疏水器技术领先于欧美国家，疏水器在蒸汽系统上的应用也是最广范、数量最多的（例如河北省三河发电厂两台三菱300MW级机组总共装置了近五百只疏水器），政府在疏水器之类节能产品的应用上都有具体的鼓励政策，能源的危机感促使日本在各个领域里都极为重视节能降耗工作，其节能技术在世界上是处于领先地位的。
我国以往的观念是“地大物博”、“物产丰富”，近年来虽然在扭转这种观念，人们对节能逐渐有了新的认识。但火电厂长期以来只注意安全生产，忽略经济运行，致使对节能工作重视的不够，象疏水器这样的小东西更是无人问津。
2.蒸气疏水的机理
根据“道尔顿分压定律”，如果蒸汽中混有冷凝水或空气，不同相的介质的分压作用会使蒸汽的压力降低，导致机组的效率变差。因此在蒸汽管线及设备上合理的设计、安装具有自动“阻汽、排水、排空气”的疏水器是非常必要的，这不仅是蒸汽管线及设备的安全要求，也是蒸汽系统节能增效的需要。
蒸汽疏水包含“启动性疏水”和“经常性疏水”两部分，启动性疏水是在机组点火启动阶段的疏水，因为“暖管”凝水量较大，同时“汽水两相流”的冲刷也很严重，一般采用内口大且耐冲刷的Y型截止阀。因为机组进入稳定状态后这些疏水阀必须关闭，所以采用远方操作即可。经常性疏水包括“管线疏水”和“过程疏水”两种不同的工况，如图一所示。
2.1过程疏水的原理
所示，“过程疏水”与管线疏水有所不同，管线疏水是不参与蒸汽工艺过程的（并联应用），而过程疏水是参与蒸汽工艺过程的（串联应用），疏水器在过程疏水中它的性能指标有时会决定整个设备或系统的主要性能和指标（如热交换器、加热器、暖风器等疏水系统）。如疏水不及时则造成冷凝水积存，进而影响热量的交换，及时将这些设备的过程疏水可直接回收到凝汽器热井中，这样不仅节约了水资源，同时也提高了经济效益。由此可见过程疏水是非常必要的。
3.蒸汽自动疏水器的技术发展
疏水器是一种“自立式阀门”，它可以在线自动识别蒸汽、冷凝水、空气这三种不同状态的介质并能够自动排出冷凝水和空气、阻断蒸汽逸出，因此，疏水器在蒸汽管线及设备上应具有自动“阻汽、排水、排空气”的三大功能。
以前，发电厂中的应用较多的是机械式疏水器及热动力式疏水器。机械式疏水器工作原理是基于“阿基米德定律”，当有凝结水时浮子向上浮起，打开阀嘴排放冷凝水，反之则落下关闭阀嘴使蒸汽不能通过。最早的机械式疏水器的浮子是敞开式的，象一个倒吊的“桶”因而被人们称做“倒吊桶式”疏水器（如图三A）。由于浮子的敞开，每次状态的转换都要等桶中的介质更换以后才开始动作，所以这种疏水器动作迟缓、响应慢，容易产生冷凝水的积存。此外该疏水器结构具有复杂的“杠杆- 铰链”系统，由于经常处于运动中且温度交替变化，故障率较高，使用寿命受到限制。
3.1 自由浮球式疏水器的工作原理
自由浮球式疏水器仅有一个运动部件—浮球。当有冷凝水流入时浮球向上浮起打开下面的阀嘴排放冷凝水；冷凝水排出后浮球自动落座于阀嘴之上关闭疏水器，使蒸汽不会逸出。
疏水器上部有一个“膜盒式”自动排空气阀，膜盒中有感温液。机组启动初期首先通过疏水器的是管道或设备中充斥的空气，这些空气温度低使膜盒处于收缩状态而打开排气阀，空气被排出而不会形成“空气绑”（气堵）现象。由于膜盒处于介质压力环境中，感温液的饱和温度在任何压力下均低于水的饱和温度6度，因此，在正常运行过程中，若蒸汽系统中進入空气，就会使蒸汽的相应温度降低，空气成分越多蒸汽温度越低，当蒸汽温度低于饱和温度6度以上时，感温液凝聚膜盒温度内部压力下降，膜盒变薄，排气阀被打开，将混有较多空气成分的蒸汽排出，直至新鲜蒸汽进入疏水器温度恢复后排气阀自动关闭。
3.2 自由浮球式疏水器的特点
① 可靠性大幅度提高
疏水器所出现的故障90%发生在“杠杆- 铰链”系统或其与阀体、阀塞及浮球相连接的部位，经常出现的问题是电化学腐蚀和水锤冲击造成的变形或损坏。铰链磨损后出现旷动或水锤冲击后发生脱节。取消“杠杆- 铰链”系统后的自由浮球式疏水器的可靠性显著提高。
② 密封寿命成倍增加
传统疏水器的“阀塞- 阀座”密封面是固定接触的，磨损是集中的，一般经过3年左右的磨损开始产生泄漏。自由浮球式疏水器的的密封面分布在整个浮球表面上，变集中磨损为分散磨损，一般工作十几年不会发生泄漏，这在国内许多电厂的应用中都得到了证实。
③ 密封性能更严密
由于传统疏水器的密封状态会受到“杠杆- 铰链”系统的掣肘，杠杆的热胀冷缩、蠕变和挠度变化及铰链磨损产生的旷动，都会影响密封性能，这就是力学上所谓“静不定系统”（不稳定系统）。自由浮球式疏水器的浮球是一个完全的自由体，在其浮起（开阀）和落下（关阀）的过程中不受任何关连件的影响，是力学中典型的“静定系统”（稳定系统）。我们曾以日本的自由浮球式疏水器做过一个简单的试验：将一个吹起来的气球套在疏水器的出口上数百小时未见气球萎缩，可见其密封性能的完好。
④ 性能价格比更优越
传统疏水器相当一部分成本花在复杂的“杠杆- 铰链”机构上面，取消了这套机构后不仅成本降低，产品的体积和重量都显著变小、变轻。最近内蒙托克托电厂2台600MW机组、河北省王滩4台600MW机组在进口蒸汽自动疏水器的招标中，都不约而同地采用了这种自由浮球式疏水器。
[关键词]蒸气；疏水；疏水器
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）09-0049-01
1.概述
在火力发电机组运行中为了提高蒸汽系统的效率和保证蒸汽设备的安全和经济运行，应当尽可能地提高蒸汽的品质。然而实际的蒸汽系统中经常会有凝结水及空气的存在，影响蒸汽系统的效率及安全。我们应当设法经常地、及时地将蒸汽中的凝结水及空气（包括其他不可凝气体）排出来，挖掘在用设备潜力，达到节能增效的目的。在这方面国内与国外的差距是非常大的，我国从日本三菱、日立公司进口的机组中每台机组约有200多只蒸汽自动疏水器，欧美机组包括俄罗斯机组也都有较多的疏水器。而国产同类机组几乎很难找到一只疏水器，在一些凝结水较多的部位采用截止阀疏水，并规定一定的时间间隔去人为操作阀门启闭。因为无法判断凝结水的具体情况，一般不是造成凝结水的积存就是造成蒸汽的浪费。差别为什麽如此悬殊？这与日本缺乏能源资源是有关系的，以日本火电机组为例与国产机组比较，我们发现主要有以下两个原因：
1.1与国家的能源政策和观念有关
日本因为缺乏能源资源，能源的危机感促使日本在各个领域里都极为重视节能降耗。疏水器属于节能产品，因此不仅其疏水器技术领先于欧美国家，疏水器在蒸汽系统上的应用也是最广范、数量最多的（例如河北省三河发电厂两台三菱300MW级机组总共装置了近五百只疏水器），政府在疏水器之类节能产品的应用上都有具体的鼓励政策，能源的危机感促使日本在各个领域里都极为重视节能降耗工作，其节能技术在世界上是处于领先地位的。
我国以往的观念是“地大物博”、“物产丰富”，近年来虽然在扭转这种观念，人们对节能逐渐有了新的认识。但火电厂长期以来只注意安全生产，忽略经济运行，致使对节能工作重视的不够，象疏水器这样的小东西更是无人问津。
2.蒸气疏水的机理
根据“道尔顿分压定律”，如果蒸汽中混有冷凝水或空气，不同相的介质的分压作用会使蒸汽的压力降低，导致机组的效率变差。因此在蒸汽管线及设备上合理的设计、安装具有自动“阻汽、排水、排空气”的疏水器是非常必要的，这不仅是蒸汽管线及设备的安全要求，也是蒸汽系统节能增效的需要。
蒸汽疏水包含“启动性疏水”和“经常性疏水”两部分，启动性疏水是在机组点火启动阶段的疏水，因为“暖管”凝水量较大，同时“汽水两相流”的冲刷也很严重，一般采用内口大且耐冲刷的Y型截止阀。因为机组进入稳定状态后这些疏水阀必须关闭，所以采用远方操作即可。经常性疏水包括“管线疏水”和“过程疏水”两种不同的工况，如图一所示。
2.1过程疏水的原理
所示，“过程疏水”与管线疏水有所不同，管线疏水是不参与蒸汽工艺过程的（并联应用），而过程疏水是参与蒸汽工艺过程的（串联应用），疏水器在过程疏水中它的性能指标有时会决定整个设备或系统的主要性能和指标（如热交换器、加热器、暖风器等疏水系统）。如疏水不及时则造成冷凝水积存，进而影响热量的交换，及时将这些设备的过程疏水可直接回收到凝汽器热井中，这样不仅节约了水资源，同时也提高了经济效益。由此可见过程疏水是非常必要的。
3.蒸汽自动疏水器的技术发展
疏水器是一种“自立式阀门”，它可以在线自动识别蒸汽、冷凝水、空气这三种不同状态的介质并能够自动排出冷凝水和空气、阻断蒸汽逸出，因此，疏水器在蒸汽管线及设备上应具有自动“阻汽、排水、排空气”的三大功能。
以前，发电厂中的应用较多的是机械式疏水器及热动力式疏水器。机械式疏水器工作原理是基于“阿基米德定律”，当有凝结水时浮子向上浮起，打开阀嘴排放冷凝水，反之则落下关闭阀嘴使蒸汽不能通过。最早的机械式疏水器的浮子是敞开式的，象一个倒吊的“桶”因而被人们称做“倒吊桶式”疏水器（如图三A）。由于浮子的敞开，每次状态的转换都要等桶中的介质更换以后才开始动作，所以这种疏水器动作迟缓、响应慢，容易产生冷凝水的积存。此外该疏水器结构具有复杂的“杠杆- 铰链”系统，由于经常处于运动中且温度交替变化，故障率较高，使用寿命受到限制。
3.1 自由浮球式疏水器的工作原理
自由浮球式疏水器仅有一个运动部件—浮球。当有冷凝水流入时浮球向上浮起打开下面的阀嘴排放冷凝水；冷凝水排出后浮球自动落座于阀嘴之上关闭疏水器，使蒸汽不会逸出。
疏水器上部有一个“膜盒式”自动排空气阀，膜盒中有感温液。机组启动初期首先通过疏水器的是管道或设备中充斥的空气，这些空气温度低使膜盒处于收缩状态而打开排气阀，空气被排出而不会形成“空气绑”（气堵）现象。由于膜盒处于介质压力环境中，感温液的饱和温度在任何压力下均低于水的饱和温度6度，因此，在正常运行过程中，若蒸汽系统中進入空气，就会使蒸汽的相应温度降低，空气成分越多蒸汽温度越低，当蒸汽温度低于饱和温度6度以上时，感温液凝聚膜盒温度内部压力下降，膜盒变薄，排气阀被打开，将混有较多空气成分的蒸汽排出，直至新鲜蒸汽进入疏水器温度恢复后排气阀自动关闭。
3.2 自由浮球式疏水器的特点
① 可靠性大幅度提高
疏水器所出现的故障90%发生在“杠杆- 铰链”系统或其与阀体、阀塞及浮球相连接的部位，经常出现的问题是电化学腐蚀和水锤冲击造成的变形或损坏。铰链磨损后出现旷动或水锤冲击后发生脱节。取消“杠杆- 铰链”系统后的自由浮球式疏水器的可靠性显著提高。
② 密封寿命成倍增加
传统疏水器的“阀塞- 阀座”密封面是固定接触的，磨损是集中的，一般经过3年左右的磨损开始产生泄漏。自由浮球式疏水器的的密封面分布在整个浮球表面上，变集中磨损为分散磨损，一般工作十几年不会发生泄漏，这在国内许多电厂的应用中都得到了证实。
③ 密封性能更严密
由于传统疏水器的密封状态会受到“杠杆- 铰链”系统的掣肘，杠杆的热胀冷缩、蠕变和挠度变化及铰链磨损产生的旷动，都会影响密封性能，这就是力学上所谓“静不定系统”（不稳定系统）。自由浮球式疏水器的浮球是一个完全的自由体，在其浮起（开阀）和落下（关阀）的过程中不受任何关连件的影响，是力学中典型的“静定系统”（稳定系统）。我们曾以日本的自由浮球式疏水器做过一个简单的试验：将一个吹起来的气球套在疏水器的出口上数百小时未见气球萎缩，可见其密封性能的完好。
④ 性能价格比更优越
传统疏水器相当一部分成本花在复杂的“杠杆- 铰链”机构上面，取消了这套机构后不仅成本降低，产品的体积和重量都显著变小、变轻。最近内蒙托克托电厂2台600MW机组、河北省王滩4台600MW机组在进口蒸汽自动疏水器的招标中，都不约而同地采用了这种自由浮球式疏水器。