高溫高壓倒吊桶先導超大排量蒸汽疏水閥結構及工作原理分析

針對國內高溫高壓凝結水回收工況需求，我公司研發了高溫高壓倒吊桶先導超大排量蒸汽疏水閥，其結構如圖1所示。蒸汽疏水閥主要由導閥活塞組件、主閥、主閥閥芯、消聲器、回復彈簧、高壓管等部件組成。該閥的設計條件：介質為蒸汽和凝結水；接管通徑d=100mm；最高工作壓力p=8MPa；最高工作溫度t=296℃熱凝結水最大排量Q=30t.h-1，采用抗水擊性能好、承壓能力高的倒吊桶先導式疏水閥作為導閥，即導閥本身就是一個先導式蒸汽疏水閥，由于其核心部件倒吊桶上開有排氣孔，工作時桶內外的介質力可相互平衡，故可承受10MPa以上的壓力；主閥采用活塞與閥芯的一體化結構，主閥與導閥之間用高壓管相連。

圖1 倒吊桶先導式蒸汽疏水閥結構示意圖

當管道中有凝結水產生時，凝結水經閥前高壓管I進入導閥內的倒吊桶中，倒吊桶下沉，小導閥開啟，再帶動導閥開啟，凝結水、空氣及不凝氣體經導閥出口高壓管II進入活塞中，將閥前的介質壓力引入活塞上腔，而活塞的截面積大于主閥閥芯的截面積，在相同的介質壓力下，活塞向下作用力大于主閥芯向上的合力，此時活塞帶動主閥芯向下運動，平穩打開主閥，凝結水迅速大量排放；當凝結水快排盡時，蒸汽逐漸充滿倒吊桶上部并使其緩慢上升，小導閥關閉，緊接著導閥關閉，阻斷活塞上腔介質補充，介質壓力通過活塞上的泄壓孔逐漸泄到疏水閥出口，此時主閥芯所受向上的彈簧力和介質力的合力大于活塞向下的介質作用力，活塞帶動主閥芯平穩反向運動，關閉主閥，即完成一次排水過程。由小導閥控制導閥，導閥控制主閥，巧妙的利用閥前介質力啟閉主閥，從而獲得大排量，實現阻汽通水排空氣的功能。