霍明
北安集团 北京市100000
热蒸汽在管道内流动时，一部分热量会传递给周围环境。蒸汽系统中，能量的损失就意味着效率的降低，因此蒸汽管道需要保温绝热把这些损失降到最少。但不管保温材质多好，保温厚度多厚，管道总是有一定的散热损失，这将使蒸汽沿着主管长度方向产生冷凝。这些冷凝水如果不被排除，将积聚在管道内，导致冲蚀、水锤现象等问题。此外蒸汽中含有水底将使蒸汽潮湿，降低了蒸汽的换热潜力。如果水积聚在管道内，管道有效的橫截面积减小，导致蒸汽流速增加。
一、蒸汽管道的布置
应在尽可能的情况下，蒸汽主管沿流动方向布置有不小于1:100的坡度，该坡度将确保冷凝水在重力和蒸汽流动的作用下流向排放点，然后在排放点冷凝水可以被安全有效的排除。见示意如下:
.png)
（蒸汽主管安装示意图）
二、疏水点的布置
必须精心考虑，疏水点必须要保证冷凝水能达到蒸汽疏水阀，还要考虑停机情况下没有蒸汽流动时冷凝水的残留问题，重力作用将冷凝水沿管道坡度流向低点，并在低点积聚，蒸汽疏水阀因此应布置在这些低点位置。大口径蒸汽主管在起机阶段形成的冷凝水量较多，需要每隔30米—50米布置疏水点，并且还要布置在管道天然的最低处，如上升管道的底部。在正常运行时，蒸汽沿主管道流动的速度很高，带动冷凝水一起流动，疏水管道应直接连接在主管的底部，见示意如下:
.png)
（疏水点布置示意图一）
尽管输水管道的流量足够，但它不可能捕获很多沿蒸汽主管高速流动的冷凝水，这样的疏水器布置方式是没有效果的，可靠的冷凝水排除方式，见示意如下:
.png)
（疏水点布置示意图二）
可以根据蒸汽主管的管径大小，在蒸汽主管底部设置集水槽，疏水器的连接位置可设置在蒸汽主管集水槽底部25—30mm处，对于口径更大的蒸汽主管道距离可至50mm处，下部的空间可防止管道杂志和水垢进入疏水器。集水槽底部也可加一个盲口法兰或排污阀，用于清洗目的。
三、水锤及其影响
水锤是高速流动的冷凝水丸碰撞管道安装件、阀门或设备时产生的噪声和震动。这说明：冷凝水的流速远远高于正常情况下水的流速，释放出的动能也远远大于正常的预期能量；另外水是有密度的，不可压缩的流体，碰到阻碍物时没有气体那样有“缓冲”作用；当碰到管路系统中阻碍物时，如阀门和附件时，水中的能量将被释放。见示意如下:
.png)
（水丸的形成示意图）
水锤的症状包括发出巨大的响声，还有可能出现管道的振动，在严重的情况下水锤还会损坏管道和设备，并伴以几乎爆炸的效果，其结果就是在破裂处泄漏蒸汽，造成极其危险的环境状况。一般情况下水锤的根源来自管道的低点，诸如：
1、管道的下沉，可能是支撑不当；
2、不恰当的管道同心变径，应使用偏心变径，底边保持平直；
3、不正确的过滤器安装，过滤器的滤网应当水平安装；
4、不恰当的蒸汽管道疏水；
5、不正确的运行情况，起机阶段管道冷态时阀门开启过快；
水锤现象的潜在来源见示意图如下:
.png)
（水锤现象的潜在来源示意图）
偏心变径及同心变径见示意图如下:
.png)
（偏心变径及同心变径示意图）
简而言之，通过以下措施可把水锤现象的可能性减少至最低程度。
1、蒸汽管道沿着流动方向布置向下的坡度，每隔一段的距离以及在最低点安装疏水装置。
2、在所有的疏水阀后安装止回阀，否则停机阶段冷凝水有可能回流到蒸汽管道中。
3、缓慢开启截止阀，让残存于系统中的冷凝水在被高速流动的蒸汽带动之前慢慢的流过疏水阀，这在起机阶段尤为重要。
四、分支管道的连接
分支管道的连接应该从主管道的上方取蒸汽，这样可以得到最干燥的蒸汽。如果从侧面或者最糟的情况是从主管的底部取蒸汽，蒸汽就会携带着从蒸汽主管而来的冷凝水和管道杂质进入支管，这样的结果会使潮湿、肮脏的蒸汽进入设备，影响到设备短期或是长期的工作性能。另外分支管道的阀门应尽可能的靠近取汽口，这在连接设备有可能关闭一段时间的情况下可减小分支管道的冷凝水量。见示意图 如下：
.png)
（蒸汽取汽点布置示意图）
当然分支管道也有低点，最常见的情况是下降管，即主管上方取汽后，向下连接至截止阀或控制阀，冷凝水会在关闭的阀门前积聚，当阀门再次打开时，冷凝水会被蒸汽携带出去，因此须在过滤器和控制阀之前的底部位置安装疏水阀。见示意图如下：
.png)
（下降管布置方式示意图）
五、汽水分离器
汽水分离器的作用是既可以排除管壁上的水滴，也能排除悬浮于蒸汽中的水雾，蒸汽主管上安装汽水分离器可消除水锤的产生和影响。通常控制阀和流量计之前安装汽水分离器，蒸汽主管从外部进入建筑物之前也要安装汽水分离器，这将确保蒸汽输送系统产生的任何冷凝水被排除，内部系统得到的是干燥的蒸汽，同时当内部用蒸汽监测和收费计量时也同等重要。
六、过滤器
过滤器的作用是使蒸汽和水很容易通过，而杂质不能。在安装管道时，会经常发现铸件砂眼、包装、接头、金属屑、焊渣等碎片残留在管道内，在老的管道内经常会有铁锈，水质较硬的地区还容易沉淀水垢，这些杂质随流动的蒸汽沿管道进入设备，造成阀门无法正常启闭，同时由于抽丝现象，蒸汽和水的混合物，高速通过一个部分开启的阀门所引起的冲蚀作用，也会造成用汽设备的永久损坏。一旦发生了抽丝现象阀门将无法提供紧密的关闭，因此有必要在每个疏水阀、流量计、减压阀和调节阀之前，安装与管道同径的过滤器。
七、疏水器
蒸汽主管的疏水方式主要是蒸汽疏水阀疏水，蒸汽疏水阀是蒸汽系统中最重要的冷凝水排放方式，所选择的疏水阀要满足系统要求，主要是从压力等级、排量及合适性选择。压力等级是确定蒸汽疏水阀最大可能的工作压力；排量是需要排除的冷凝水流量；合适性主要是排放温度、冻结损坏和水锤现象。
从排放温度考虑：蒸汽疏水阀应该在接近或在蒸汽包和温度下排放冷凝水，除非集水点与疏水阀之间有很长的冷却段，因此蒸汽主管的疏水阀通常选用机械式疏水阀，如浮球疏水阀、倒吊桶式疏水阀或热动力疏水阀。
从冻结损坏考虑：主要考虑环境温度将之零度以下，疏水器的冻结损坏，热动力疏水阀是理想的选择，因为它不会被冻坏，即使安装条件使得冷凝水在停机时残留在疏水阀中，并导致结冻，热动力疏水阀也可以在解冻后重新工作，而没有损坏。
从水锤现象考虑，水锤现象经常发生，疏水器已损坏，但随着现代设计和加工技术的提高，制造出的疏水器结实而且坚固。由于浮球式疏水阀排量较大，对快速的负载变化能做出快速响应，因此蒸汽主管疏水阀应选择浮球式疏水阀。
因此可以说浮球式疏水阀是汽水分离器较好的疏水选择。
总结：
蒸汽管道的布置和疏水方式需遵循下面几项原则：
1、沿流动方向布置向下的坡度。
2、每隔30—50米布置一个疏水点，并在任何系统低处也应布置疏水点。
3、疏水管道时，应在蒸汽主管下方设置一个大口径的集水槽以收集冷凝水。
4、安装过滤器，应使过滤器的滤网侧向安装。
5、管道总是从蒸汽主管上方取汽，这样可以确保得到最干燥的蒸汽。
6、任何关键的用汽设备前，安装汽水分离器，以便使用干燥的蒸汽。
7、蒸汽疏水阀应足够结实坚固，以避免水锤现象和结冻的损坏。
作者简介：霍明（1990.12.08）；性别：男；民族：汉族；籍贯：黑龙江哈尔滨；
学历：本科；单位：北安集团；研究方向：给排水方向