1．概述
在火力發(fā)電機(jī)組運行中為了提高蒸汽系統(tǒng)的效率和保證蒸汽設(shè)備的安全和
經(jīng)濟(jì)運行，應(yīng)當(dāng)盡可能地提高蒸汽的品質(zhì)。然而實際的蒸汽系統(tǒng)中經(jīng)常會有凝結(jié)水及空氣的存在，影響蒸汽系統(tǒng)的效率及安全。我們應(yīng)當(dāng)設(shè)法經(jīng)常地、及時地將蒸汽中的凝結(jié)水及空氣（包括其他不可凝氣體）排出來，挖掘在用設(shè)備潛力，達(dá)到節(jié)能增效的目的。在這方面國內(nèi)與國外的差距是非常大的，我國從日本三菱、日立公司進(jìn)口的機(jī)組中每臺機(jī)組約有200多只蒸汽自動疏水器，歐美機(jī)組包括俄羅斯機(jī)組也都有較多的疏水器。而國產(chǎn)同類機(jī)組幾乎很難找到一只疏水器，在一些凝結(jié)水較多的部位采用截止閥疏水，并規(guī)定一定的時間間隔去人為操作閥門啟閉。因為無法判斷凝結(jié)水的具體情況，一般不是造成凝結(jié)水的積存就是造成蒸汽的浪費。差別為什麼如此懸殊？這與日本缺乏能源資源是有關(guān)系的，以日本火電機(jī)組為例與國產(chǎn)機(jī)組比較，我們發(fā)現(xiàn)主要有以下兩個原因：
1．1與國家的能源政策和觀念有關(guān)
日本因為缺乏能源資源，能源的危機(jī)感促使日本在各個領(lǐng)域里都極為重視節(jié)能降耗。疏水器屬于節(jié)能產(chǎn)品，因此不僅其疏水器技術(shù)領(lǐng)先于歐美國家，疏水器在蒸汽系統(tǒng)上的應(yīng)用也是最廣范、數(shù)量最多的（例如河北省三河發(fā)電廠兩臺三菱300MW級機(jī)組總共裝置了近五百只疏水器），政府在疏水器之類節(jié)能產(chǎn)品的應(yīng)用上都有具體的鼓勵政策，能源的危機(jī)感促使日本在各個領(lǐng)域里都極為重視節(jié)能降耗工作，其節(jié)能技術(shù)在世界上是處于領(lǐng)先地位的。
我國以往的觀念是“地大物博”、“物產(chǎn)豐富”，近年來雖然在扭轉(zhuǎn)這種觀念，人們對節(jié)能逐漸有了新的認(rèn)識。但火電廠長期以來只注意安全生產(chǎn)，忽略經(jīng)濟(jì)運行，致使對節(jié)能工作重視的不夠，象疏水器這樣的小東西更是無人問津。
1．2與國產(chǎn)疏水器性能不過關(guān)有關(guān)
國內(nèi)相當(dāng)一部分人認(rèn)為“疏水器裝的越多泄漏點越多”。我們曾發(fā)現(xiàn)有的電廠把許多疏水器拆下并將疏水管口封死，原因是疏水器的泄漏已經(jīng)影響了出力。因此有些電廠寧可用截止閥或球閥來代替疏水器，謔稱自動疏水器是“自動漏水器”，由于國產(chǎn)疏水器質(zhì)量不過關(guān)，所以國產(chǎn)機(jī)組應(yīng)用自動疏水器較少。
2．蒸氣疏水的機(jī)理
根據(jù)“道爾頓分壓定律”，如果蒸汽中混有冷凝水或空氣，不同相的介質(zhì)的分壓作用會使蒸汽的壓力降低，導(dǎo)致機(jī)組的效率變差。因此在蒸汽管線及設(shè)備上合理的設(shè)計、安裝具有自動“阻汽、排水、排空氣”的疏水器是非常必要的，這不僅是蒸汽管線及設(shè)備的安全要求，也是蒸汽系統(tǒng)節(jié)能增效的需要。
蒸汽疏水包含“啟動性疏水”和“經(jīng)常性疏水”兩部分，啟動性疏水是在機(jī)組點火啟動階段的疏水，因為“暖管”凝水量較大，同時“汽水兩相流”的沖刷也很嚴(yán)重，一般采用內(nèi)口大且耐沖刷的Y型截止閥。因為機(jī)組進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)后這些疏水閥必須關(guān)閉，所以采用遠(yuǎn)方操作即可。經(jīng)常性疏水包括“管線疏水”和“過程疏水”兩種不同的工況，如圖一所示。
2．1管線疏水的原理
管線經(jīng)常性疏水示意圖
圖一 管線經(jīng)常性疏水示意圖
管線疏水是針對蒸汽傳輸過程中由于熱量的不斷損失在某些部位產(chǎn)生凝結(jié)水的疏水問題，特別是蒸汽流動緩慢甚至完全停止流動的部位（管線盲端或處于關(guān)閉狀態(tài)的熱后備設(shè)備供汽管線等），管線凝結(jié)水積存是水錘的成因，會給管道及設(shè)備帶來危害。國外有關(guān)規(guī)程規(guī)定：任何蒸汽管線沿管長平均每隔30～50米應(yīng)設(shè)置疏水點，在設(shè)計中管線形成的
自然谷點、盲端及有可能關(guān)閉的設(shè)備進(jìn)出口處也應(yīng)設(shè)置疏水點。由此可見管線疏水的重要性。
常見的典型應(yīng)用部位如：垂直管線下方、管線自然低點、盲端，截止閥前后，伴熱管線等等。
2．2 過程疏水的原理
過程疏水如圖二所示，“過程疏水”與管線疏水有所不同，管線疏水是不參與蒸汽工藝過程的（并聯(lián)應(yīng)用），而過程疏水是參與蒸汽工藝過程的（串聯(lián)應(yīng)用），疏水器在過程疏水中它的性能指標(biāo)有時會決定整個設(shè)備或系統(tǒng)的主要性能和指標(biāo)（如熱交換器、加熱器、暖風(fēng)器等疏水系統(tǒng)）。如疏水不及時則造成冷凝水積存，進(jìn)而影響熱量的交換，及時將這些設(shè)備的過程疏水可直接回收到凝汽器熱井中，這樣不僅節(jié)約了水資源，同時也提高了經(jīng)濟(jì)效益。由此可見過程疏水是非常必要的。
自動疏水器兩種應(yīng)用場合示意圖
圖二 自動疏水器兩種應(yīng)用場合示意圖
3．蒸汽自動疏水器的技術(shù)發(fā)展
疏水器是一種“自立式閥門”，它可以在線自動識別蒸汽、冷凝水、空氣這三種不同狀態(tài)的介質(zhì)并能夠自動排出冷凝水和空氣、阻斷蒸汽逸出，因此，疏水器在蒸汽管線及設(shè)備上應(yīng)具有自動“阻汽、排水、排空氣”的三大功能。
以前，發(fā)電廠中的應(yīng)用較多的是機(jī)械式疏水器及熱動力式疏水器。機(jī)械式疏水器工作原理是基于“阿基米德定律”，當(dāng)有凝結(jié)水時浮子向上浮起，打開閥嘴排放冷凝水，反之則落下關(guān)閉閥嘴使蒸汽不能通過。最早的機(jī)械式疏水器的浮子是敞開式的，象一個倒吊的“桶”因而被人們稱做“倒吊桶式”疏水器（如圖三A）。由于浮子的敞開，每次狀態(tài)的轉(zhuǎn)換都要等桶中的介質(zhì)更換以后才開始動作，所以這種疏水器動作遲緩、響應(yīng)慢，容易產(chǎn)生冷凝水的積存。此外該疏水器結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜的“杠桿- 鉸鏈”系統(tǒng)，由于經(jīng)常處于運動中且溫度交替變化，故障率較高，使用壽命受到限制。
后來出現(xiàn)了第二代的“杠桿浮球式疏水器”（圖三B），這種疏水器的是封閉的，由于介質(zhì)不再進(jìn)出浮子內(nèi)部響應(yīng)速度很快，幾乎沒有任何的延遲。但是“杠桿- 鉸鏈”系統(tǒng)作為薄弱環(huán)節(jié)仍然制約著它的可靠性和使用壽命等重要指標(biāo)的提高。
