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什么是失速?

作者: 美国MILLER米勒阀门中国运营中心 时间:2023-06-19 10:25:53 阅读:16

失速定义为:

当通过疏水阀等排水设备的必要压差变为负值时发生的一种情况,导致冷凝水不再从排水设备排放,而是积聚在热交换器内。

失速通常与以下问题有关:

  • 加热器破裂

  • 水锤

  • 加热温度不均

因此,如果蒸汽系统遇到这些问题中的任何一个,很可能会发生失速。

蒸汽疏水阀无法自行抽出冷凝水。相反,冷凝水通过疏水阀入口(一次)压力和出口(二次)压力之间的压差排出。因此,疏水阀入口压力必须高于疏水阀出口压力,以允许适当的冷凝水流动。

虽然蒸汽系统旨在通过这种压差排放冷凝水,但各种因素都会干扰这种机制。例如,入口温度控制阀的使用会导致疏水阀工作压差反转,并导致失速。

通常,失速可能由于以下情况而发生:

  • 真空始终存在于设备内部

  • 恒定负压差

  • 变化的正负压差

蒸汽式热风加热器失速的机理

通常,热交换器的设计是为了满足可以预期的最大负载。热交换器的传热面积是固定的,不能改变,但负载会根据运行条件而波动。例如,如果减少热风加热器中的空气流量,则保持热风当前温度的唯一方法是降低用作热源的蒸汽的温度(压力)。

如果将温度控制阀上的阀门开度减小到完全关闭,热交换器内的压力就会下降。结果,疏水阀入口压力下降并低于出口压力,凝结水不再从疏水阀中排出,而是在设备内部积聚。

在使用蒸汽的热风加热器系统中,控制阀、温度传感器和控制器用于调节压力并保持温度均匀。上面的动画是这种系统的一个例子。0.3 MPaG (44 psig) 的蒸汽用于获得 80 °C (176°F) 的热空气。失速经常发生在这种情况下。

  • 加热器首先在室温下启动。由控制阀调节的蒸汽提供达到目标温度所需的必要热量,在本例中为 80ºC (176°F)。

  • 当温度接近 80ºC (176°F) 时,控制阀开度减小,从而降低蒸汽压力和热量供应。

  • 随着空气被加热,加热器内的蒸汽压力和温度开始下降。用低压蒸汽加热空气会导致热交换器内的压力进一步下降。这会导致疏水阀工作压差不足,并导致冷凝水积聚在加热器内。

  • 然后控制阀通过进一步打开(增加蒸汽压力)作出响应,并且排出汇集的冷凝水。

  • 然后该循环会自行重复,每当疏水阀工作压差不足时就会导致冷凝水聚集。

化工.png

失速导致的问题

管可以通过恢复疏水阀入口处的压力(初级压力)来消除汇集的冷凝水,但在入口压力恢复和排放汇集的冷凝水所需的时间内仍然会出现问题。失速条件会污染设备,影响产品数量和质量,并导致水锤造成严重损坏,包括损坏的管道和通道头垫圈。

水锤

如果蒸汽与汇集的冷凝水接触并由于温度差异而立即冷凝,则会发生水锤现象。

水锤.png

温度不均

夹套锅等设备中发生的失速会导致产品温度不均匀的严重问题。

仅仅更换疏水阀并不能防止失速的发生,因为它不会解决疏水阀两端出现的负压差。

因此,防止失速通常涉及以下两种方法之一:

  • 增加疏水阀入口(初级)压力,或

  • 降低疏水阀出口(二级)压力。

如果不发生失速,则夹套内部仍充满蒸汽,饱和蒸汽的均匀加热特性,即“如果压力相同,所有区域的温度都相同”,可用于充分的优势。

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