蒸気ドレンバルブの用途と欠点

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蒸気ドレンバルブは、蒸気供給設備、蒸気配管、および蒸気利用装置に使用される自動バルブです。蒸気を利用して作業を行った後に発生する凝縮水を装置から迅速に排出し、新鮮な蒸気の漏れを防ぎ、装置の効率を最適な状態に保ちます。 どのような形態や種類の蒸気ドレンバルブも万能ではない。理想的な蒸気ドレンバルブを選定し取り付けるためには、蒸気を使用する機器の構造や種類、使用条件や目的、そして機器の密閉状態を考慮する必要があります。以下では、主に蒸気ドレンバルブの観点から選定上のポイントを説明します。蒸気ドレンバルブの用語について 蒸気ドレンバルブは、構造や性能パラメーターにおいて一般的なバルブと多くの違いがあり、特に専門的な用語の中には混同しやすいものもある。選定者が蒸気ドレンバルブをより明確に理解し、正しく選択できるように、ここでは主な用語について説明する。機械式蒸気ドレンバルブ：凝縮水の温度変化によって駆動される蒸気ドレンバルブ。熱静力型蒸気排水弁：凝縮温度の変化によって駆動される蒸気排水弁。熱動力型蒸気水弁：蒸気と凝縮水の動的特性によって駆動される蒸気ドレンバルブ。許容最大圧力：与えられた温度において、蒸気排水弁が持続的に耐えられる最大圧力。最大作動圧力：適切な動作条件の下での蒸気排水弁の入口側の最大圧力で、製造元によって定められます。作動背圧：作動条件下における、蒸気排水弁の出口側の圧力。背圧率：作動背圧と作動圧力の割合。許容最大温度：指定された圧力下で、蒸気ドレンバルブのケーシングが持続的に耐えられる最高温度。過冷却度：凝縮水の温度と、その圧力における飽和温度との差の絶対値。凝縮水排出量：与えられた圧力差および20℃の条件下で、蒸気排水弁が1時間以内に排出できる凝縮水の最大重量。熱凝縮水排出量：与えられた圧力差と温度のもとで、蒸気排水弁が1時間以内に排出できる最大の熱凝縮水の重量。漏気量：単位時間あたりに蒸気ドレンバルブから漏れ出る新鮮な蒸気の量。無負荷漏気量：蒸気ドレンバルブが完全に飽和した蒸気状態にあるときの漏気量。負荷時の漏れ率：与えられた負荷率における、蒸気排水弁の漏れ量。無負荷漏気率：無負荷時の漏気量と、対応する圧力下での最大熱凝縮水排出量との割合。負荷時の漏気率：負荷時の漏気量と、試験時間内に実際に排出された熱凝縮水の量との割合。負荷率：試験時間内の実際の熱凝縮水排出量と、試験圧力下での最大熱凝縮水排出量との割合。蒸気ドレンバルブの容量と安全率 蒸気ドレンバルブを選定する際には、使用対象となる蒸気配管や各種熱交換器などの蒸気利用機器の形状や使用目的、特性などを十分に把握し、機器自体の容量を正確に知ることが前提条件となります。蒸気を使用する機器の容量が分かれば、その機器に使用される蒸気ドレンバルブの容量も決定できます。蒸気スリップバルブの容量を決定するには、以下の原則に従って算出しなければならない：蒸気使用機器の容量（凝縮水発生量）× 安全率＝蒸気スリップバルブの容量。 安全率とは、蒸気ドレンバルブの容量を決定する際に、蒸気利用機器で実際に発生する凝縮水の量と表示されている容量との間に誤差が生じても、蒸気ドレンバルブが正常に動作し続けるように見積もられる安全係数のことです。この安全率は、単に理論上で定められたものでもなく、計算によって求めることもできない。また、経験データからのみ来ているわけでもない。一般的に、安全率を考慮する最良の方法は、排水弁の製造元に直接尋ねることです。蒸気ドレンバルブを選定する際に、安全率が不適切であると、バルブの容量が過大または不足し、極めて悪い結果を招くことになります。安全率が過大である場合、つまり容量の大きすぎる蒸気ドレンバルブを使用すると、以下の欠点が生じます。蒸気ドレンバルブの容量が大きいとコストが上昇します。 間欠動作の蒸気ドレンバルブの場合、容量が過大になるとドレンバルブの動作周期が長くなり、凝縮水の平均滞留時間が増加し、蒸気使用機器の能力が低下する。 フロート式の排水弁のように連続的（比例的）に動作する蒸気排水弁では、弁弁の開度が小さいため、過大な容量が作用するとバルブシートに傷が生じることがある（高速の流体が狭い隙間を通過する際に接触面が腐食され、溝ができてしまい、それによってバルブシートが損傷し漏れが発生する）。蒸気排水弁の寿命を短くする。 逆に、安全率が低すぎると使用する除湿弁の容量が小さくなり、以下のような故障が発生します。蒸気を使用する機器の負荷変動に対応できず、運転効率が著しく低下するのです。 除水弁を通過する凝縮水はしばしば最大限に達し、弁弁と弁座に腐食性の損傷が生じやすくなります。蒸気排水弁の寿命を短くする。したがって、蒸気ドレンバルブを選定する際には、バルブのタイプや容量などについて多角的かつ十分に検討するだけでなく、バルブメーカーの指導も受ける必要があります。蒸気ドレンバルブの選定 蒸気ドレンバルブを選ぶ際には、蒸気を使用する装置の種類や使用条件に応じて、最も適したタイプを選ばなければなりません。そのためには、蒸気使用装置の特性と使用条件を正しく把握する必要がある。蒸気ドレンバルブの型式を決定する際には、使用要件に合致したものを選択できるよう、以下の項目を詳しく把握する必要があります。蒸気利用装置の凝縮水負荷および凝縮水の負荷特性。蒸気条件：圧力、温度、飽和蒸気または過熱蒸気。背圧条件：大気への排出または凝縮水の回収（背圧はいくらか）。バルブ本体の材質。接続形態。安全率。その他：凝縮水の腐食性；水撃が発生する可能性；凍結が起こるかどうか；騒音や環境汚染に関する明確な要件の有無；メンテナンスや点検の難易度など。また、蒸気ドレンバルブを選定する際には、その選定基準、すなわち使用条件に適合したタイプを選ぶことに注意が必要です。使用条件に適した容量を選択してください。使用条件の要求を満たし、優れた耐久性を持つものを選びましょう。メンテナンスがしやすい製品を選びましょう。