2025年蒸汽疏水考試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.下列關(guān)于蒸汽疏水閥基本功能的描述中，錯(cuò)誤的是（）。A.連續(xù)排出凝結(jié)水B.阻止蒸汽泄漏C.排出不凝性氣體D.提高蒸汽溫度2.自由浮球式疏水閥的核心工作部件是（）。A.雙金屬片B.浮球與閥座C.圓盤D.倒吊桶3.某蒸汽系統(tǒng)工作壓力為1.2MPa，凝結(jié)水溫度120℃，環(huán)境溫度25℃，應(yīng)優(yōu)先選擇的疏水閥類型是（）。A.熱靜力型（雙金屬片式）B.機(jī)械型（浮球式）C.熱動(dòng)力型（圓盤式）D.脈沖式4.疏水閥選型時(shí)，“過冷度”參數(shù)主要影響（）。A.閥門耐溫等級(jí)B.凝結(jié)水過冷后的排水量計(jì)算C.閥門材質(zhì)選擇D.閥門公稱通徑5.下列關(guān)于疏水閥安裝要求的描述中，正確的是（）。A.疏水閥應(yīng)安裝在管道最低點(diǎn)B.入口管道需向上傾斜5°C.出口管道可直接垂直向下D.前后無需安裝切斷閥6.某蒸汽管道設(shè)計(jì)蒸汽流量為500kg/h，凝結(jié)水過冷度15℃，疏水閥的安全系數(shù)取2.5，其最小排水量應(yīng)為（）。（已知100℃水的汽化潛熱為2257kJ/kg，過冷水的焓值差按63kJ/kg計(jì)算）A.550kg/hB.625kg/hC.715kg/hD.830kg/h7.倒吊桶式疏水閥工作時(shí)，桶內(nèi)進(jìn)入蒸汽會(huì)導(dǎo)致（）。A.桶上浮關(guān)閉閥門B.桶下沉打開閥門C.桶內(nèi)壓力平衡保持閥門開啟D.雙金屬片變形關(guān)閉閥門8.熱動(dòng)力型圓盤式疏水閥的主要缺點(diǎn)是（）。A.無法排出空氣B.耐水擊性能差C.高壓差下泄漏量增大D.不適用于低壓系統(tǒng)9.凝結(jié)水回收系統(tǒng)中，疏水閥后管道的設(shè)計(jì)坡度應(yīng)（）。A.不小于0.5%，朝向回收罐B.不小于1%，背向回收罐C.不大于0.3%，水平安裝D.無坡度要求，可任意布置10.智能疏水閥通過監(jiān)測(cè)（）參數(shù)判斷工作狀態(tài)。A.入口溫度與出口壓力B.振動(dòng)頻率與聲波信號(hào)C.閥腔液位與蒸汽濕度D.以上均是11.下列情況中，不會(huì)導(dǎo)致疏水閥漏汽的是（）。A.閥座磨損B.浮球破裂C.排空氣孔堵塞D.凝結(jié)水流量低于最小排水量12.某蒸汽設(shè)備要求出口凝結(jié)水溫度不超過105℃，系統(tǒng)壓力0.8MPa（飽和溫度170℃），應(yīng)選擇的過冷度為（）。A.15℃B.30℃C.65℃D.100℃13.疏水閥前后安裝過濾器的主要目的是（）。A.降低蒸汽流速B.防止雜質(zhì)堵塞閥腔C.平衡前后壓力D.提高凝結(jié)水溫度14.關(guān)于疏水閥組的設(shè)計(jì)，錯(cuò)誤的是（）。A.并聯(lián)安裝兩臺(tái)疏水閥提高可靠性B.入口安裝止回閥防止逆流C.出口安裝視鏡觀察排水狀態(tài)D.旁路閥僅在檢修時(shí)使用15.熱靜力型疏水閥（波紋管式）適用于（）場(chǎng)景。A.連續(xù)高負(fù)荷蒸汽管道B.間歇性工作的加熱設(shè)備C.高壓高溫過熱蒸汽系統(tǒng)D.需要快速排出大量凝結(jié)水的場(chǎng)合二、判斷題（每題1分，共10分。正確填“√”，錯(cuò)誤填“×”）1.蒸汽疏水閥的排水量是指其在額定壓差下能排出的最大凝結(jié)水量。（）2.倒吊桶式疏水閥在啟動(dòng)時(shí)，桶內(nèi)充滿空氣會(huì)導(dǎo)致閥門無法開啟。（）3.熱動(dòng)力型疏水閥的工作原理基于蒸汽與凝結(jié)水的密度差。（）4.疏水閥入口管道長(zhǎng)度過長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致凝結(jié)水二次汽化，增加泄漏風(fēng)險(xiǎn)。（）5.凝結(jié)水回收系統(tǒng)中，疏水閥出口壓力應(yīng)小于回收管網(wǎng)壓力。（）6.自由浮球式疏水閥可在任何負(fù)荷下連續(xù)排水，泄漏率低。（）7.雙金屬片式疏水閥通過金屬片受熱變形控制閥門開關(guān)，適用于高溫系統(tǒng)。（）8.疏水閥安裝高度高于用汽設(shè)備時(shí)，需考慮背壓對(duì)排水能力的影響。（）9.定期對(duì)疏水閥進(jìn)行超聲波檢測(cè)可有效判斷其是否泄漏。（）10.為提高節(jié)能效果，應(yīng)盡可能選擇小通徑的疏水閥以降低初始投資。（）三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述機(jī)械型、熱靜力型、熱動(dòng)力型疏水閥的核心區(qū)分特征及典型應(yīng)用場(chǎng)景。2.疏水閥選型時(shí)需考慮哪些關(guān)鍵參數(shù)？請(qǐng)至少列出5項(xiàng)并說明其影響。3.分析疏水閥排空氣不暢的可能原因及對(duì)應(yīng)的解決措施。4.說明凝結(jié)水二次汽化對(duì)疏水閥工作的影響，并提出預(yù)防措施。5.列舉3種疏水閥常見故障現(xiàn)象，分析其可能原因及排查方法。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某蒸汽加熱設(shè)備蒸汽流量為800kg/h，系統(tǒng)工作壓力0.6MPa（飽和溫度158℃），凝結(jié)水過冷度20℃，疏水閥安全系數(shù)取2.0。已知0.6MPa下蒸汽汽化潛熱為2085kJ/kg，過冷水的焓值差為84kJ/kg（按每過冷1℃約4.2kJ/kg計(jì)算）。試計(jì)算該疏水閥的最小排水量（要求寫出公式及計(jì)算步驟）。2.某疏水閥入口壓力為1.0MPa，出口壓力為0.3MPa，入口溫度180℃（過熱度20℃），出口溫度100℃。已知1.0MPa飽和蒸汽密度為5.16kg/m3，0.3MPa飽和蒸汽密度為1.65kg/m3，凝結(jié)水密度為960kg/m3。計(jì)算該疏水閥的有效壓差及蒸汽泄漏量（假設(shè)泄漏孔面積為1mm2，流量系數(shù)取0.6）。五、案例分析題（20分）某制藥廠提取車間蒸汽管道（工作壓力0.8MPa，溫度170℃）疏水閥組出現(xiàn)異常：①疏水閥出口溫度持續(xù)高于150℃；②用汽設(shè)備內(nèi)出現(xiàn)積水，加熱效率下降；③附近管道存在明顯蒸汽泄漏聲?，F(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)：疏水閥為3年前安裝的熱動(dòng)力型圓盤式疏水閥，入口過濾器堵塞，出口管道有3處彎頭且未設(shè)排空氣閥，系統(tǒng)近期蒸汽用量增加20%。請(qǐng)結(jié)合上述信息，分析可能的故障原因，并提出針對(duì)性的解決措施。答案一、單項(xiàng)選擇題1.D2.B3.B4.B5.A6.C7.B8.C9.A10.D11.D12.C13.B14.B15.B二、判斷題1.√2.×（倒吊桶內(nèi)空氣會(huì)隨蒸汽加熱排出，啟動(dòng)時(shí)閥門應(yīng)開啟）3.×（基于蒸汽與凝結(jié)水的流速差導(dǎo)致的壓力變化）4.√5.×（出口壓力需大于回收管網(wǎng)壓力以確保排水）6.√7.×（雙金屬片式耐溫較低，適用于中低溫系統(tǒng)）8.√9.√10.×（通徑過小會(huì)導(dǎo)致排水不足，需按實(shí)際流量選型）三、簡(jiǎn)答題1.核心區(qū)分特征：機(jī)械型依賴凝結(jié)水液位變化（如浮球、倒吊桶）；熱靜力型依賴溫度變化（如雙金屬片、波紋管）；熱動(dòng)力型依賴流速與壓力變化（如圓盤式）。應(yīng)用場(chǎng)景：機(jī)械型用于連續(xù)高負(fù)荷、需嚴(yán)格阻汽的場(chǎng)景（如換熱器）；熱靜力型用于間歇性設(shè)備或需控制凝結(jié)水溫度的場(chǎng)景（如烘箱）；熱動(dòng)力型用于低壓、小流量、允許少量泄漏的場(chǎng)景（如伴熱管道）。2.關(guān)鍵參數(shù)：①工作壓力（影響閥門承壓等級(jí)及壓差計(jì)算）；②凝結(jié)水流量（決定閥門排水量選型）；③過冷度（影響實(shí)際需排出的凝結(jié)水量）；④背壓（影響有效壓差及排水能力）；⑤介質(zhì)溫度（影響閥門材質(zhì)及密封性能）；⑥蒸汽類型（飽和/過熱蒸汽，過熱蒸汽需考慮過熱度修正）。3.可能原因：①排空氣孔堵塞（雜質(zhì)堆積）；②疏水閥類型不匹配（如機(jī)械型無法主動(dòng)排空氣）；③系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)蒸汽流速過快，空氣未及時(shí)排出；④出口管道坡度錯(cuò)誤，空氣滯留。解決措施：清理排空氣孔；更換為帶自動(dòng)排空氣功能的疏水閥（如熱靜力型）；延長(zhǎng)啟動(dòng)時(shí)間或增設(shè)獨(dú)立排空氣閥；調(diào)整出口管道坡度≥0.5%朝向回收端。4.影響：二次汽化會(huì)產(chǎn)生閃蒸蒸汽，增加疏水閥出口背壓，可能導(dǎo)致閥門無法正常排水，甚至蒸汽倒灌；閃蒸蒸汽攜帶水滴會(huì)沖刷閥座，縮短壽命。預(yù)防措施：控制凝結(jié)水過冷度（避免溫度過低）；增大疏水閥出口管徑以降低流速；在疏水閥后設(shè)置閃蒸罐分離蒸汽與凝結(jié)水；確保出口壓力不低于閃蒸壓力（P≥P閃蒸）。5.故障1：漏汽（現(xiàn)象：出口溫度高、有蒸汽聲）。原因：閥座磨損、浮球破裂、密封面結(jié)垢。排查：超聲波檢測(cè)泄漏量，拆解檢查密封面。故障2：不排水（現(xiàn)象：設(shè)備積水、溫度低）。原因：閥門堵塞、浮球卡阻、背壓過高。排查：檢查入口過濾器，測(cè)量前后壓差。故障3：間歇排水異常（現(xiàn)象：周期性異響）。原因：熱動(dòng)力型閥門圓盤磨損、雙金屬片老化。排查：觀察排水頻率，更換敏感元件。四、計(jì)算題1.公式：實(shí)際凝結(jié)水量Q=蒸汽流量×（汽化潛熱/過冷水焓值差）過冷水焓值差=20℃×4.2kJ/kg·℃=84kJ/kgQ=800kg/h×（2085kJ/kg÷84kJ/kg）≈800×24.82≈19856kg/h？（此處可能存在公式理解錯(cuò)誤，正確公式應(yīng)為：凝結(jié)水量=蒸汽流量×（汽化潛熱/（飽和溫度焓值-過冷溫度焓值））。實(shí)際應(yīng)為：凝結(jié)水每kg釋放的熱量=汽化潛熱+過冷釋放的顯熱。但題目中“過冷度”指凝結(jié)水溫度低于飽和溫度的差值，故實(shí)際需排出的凝結(jié)水量=蒸汽流量×（汽化潛熱/（汽化潛熱+過冷顯熱））？或更簡(jiǎn)單的邏輯：蒸汽冷凝為凝結(jié)水時(shí)，每kg蒸汽釋放汽化潛熱，而凝結(jié)水過冷會(huì)額外釋放顯熱。但疏水閥的排水量需滿足單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的凝結(jié)水量，即蒸汽流量×（1+過冷顯熱/汽化潛熱）？可能題目意圖為：過冷度導(dǎo)致凝結(jié)水密度增大，排水量需按實(shí)際體積計(jì)算。但更合理的計(jì)算應(yīng)為：疏水閥需排出的凝結(jié)水量=蒸汽流量×（汽化潛熱/（飽和溫度下凝結(jié)水焓值-過冷溫度下凝結(jié)水焓值））。假設(shè)飽和溫度158℃，過冷溫度158-20=138℃，查焓值表：158℃凝結(jié)水焓值h1=669kJ/kg，138℃凝結(jié)水焓值h2=578kJ/kg，焓差=91kJ/kg。則每kg蒸汽冷凝釋放的熱量=2085kJ/kg（汽化潛熱）+（h1-h2）=2085+91=2176kJ/kg？不，實(shí)際蒸汽變?yōu)檫^冷凝結(jié)水釋放的總熱量=汽化潛熱+（飽和溫度-過冷溫度）×水的比熱容。水的比熱容約4.18kJ/kg·℃，故總熱量=2085+20×4.18=2085+83.6=2168.6kJ/kg。而凝結(jié)水的質(zhì)量流量=蒸汽流量×（汽化潛熱/總熱量）？不，正確邏輯是：蒸汽流量為800kg/h，每kg蒸汽變?yōu)檫^冷凝結(jié)水會(huì)提供1kg凝結(jié)水，因此凝結(jié)水質(zhì)量流量=800kg/h，但疏水閥需考慮過冷導(dǎo)致的體積變化？可能題目簡(jiǎn)化為：疏水閥排水量=蒸汽流量×安全系數(shù)=800×2=1600kg/h？但題目中給出“過冷度15℃”的示例，可能正確公式為：排水量=蒸汽流量×（1+過冷度×4.2/汽化潛熱）×安全系數(shù)。代入數(shù)據(jù)：800×（1+20×4.2/2085）×2≈800×（1+0.0403）×2≈800×1.0403×2≈1664.5kg/h。但原題示例中第6題答案為715kg/h，可能正確公式為：排水量=蒸汽流量×（汽化潛熱/（汽化潛熱-過冷度×4.2））×安全系數(shù)。例如第6題：蒸汽流量500kg/h，過冷度15℃，汽化潛熱2257kJ/kg，排水量=500×（2257/（2257-15×4.2））×2.5=500×（2257/2194）×2.5≈500×1.029×2.5≈1286kg/h？與示例答案不符，可能題目中的“過冷度”僅影響是否需要考慮閃蒸，而實(shí)際排水量按蒸汽流量×安全系數(shù)?？赡茴}目存在簡(jiǎn)化，正確計(jì)算應(yīng)為：最小排水量=蒸汽流量×安全系數(shù)=800×2=1600kg/h（此部分需根據(jù)教材公式調(diào)整，可能正確步驟為：凝結(jié)水量=蒸汽流量×（1+過冷度×c/(h_v)），其中c為水的比熱容，h_v為汽化潛熱。代入數(shù)據(jù)：800×（1+20×4.18/2085）≈800×1.040=832kg/h，再乘以安全系數(shù)2得1664kg/h，但可能題目意圖為直接蒸汽流量×安全系數(shù)，故答案為1600kg/h）。2.有效壓差=入口壓力-出口壓力=1.0MPa-0.3MPa=0.7MPa=700kPa。蒸汽泄漏量計(jì)算公式：Q=0.6×A×√(2×ΔP×ρ)，其中A=1mm2=1e-6m2，ρ取入口蒸汽密度（因泄漏發(fā)生在入口高壓側(cè)）。入口蒸汽為過熱度20℃，1.0MPa飽和溫度180℃（題目中入口溫度180℃，過熱度20℃，則飽和溫度應(yīng)為160℃？可能題目數(shù)據(jù)有誤，假設(shè)入口為飽和蒸汽，密度5.16kg/m3。則Q=0.6×1e-6×√(2×700000×5.16)=0.6e-6×√(7224000)=0.6e-6×2687≈0.001612kg/s=5.8kg/h。五、案例分析題故障原因分析：①疏水閥類型不匹配：熱動(dòng)力型圓盤式疏水閥適用于小流量、低壓差場(chǎng)景，蒸汽用量增加20%后，實(shí)際流量超過閥門額定排水量，導(dǎo)致排水不足，蒸汽隨凝結(jié)水排出（漏汽），出口溫度升高。②入口過濾器堵塞：雜質(zhì)堆積導(dǎo)致閥門入口流量減少，無法及時(shí)排出凝結(jié)水，設(shè)備內(nèi)積水。③出口管道設(shè)計(jì)不合理：多處彎頭增加流動(dòng)阻力，背壓升高；未設(shè)排空氣閥，啟動(dòng)時(shí)空氣滯留，影響凝結(jié)水排出。④閥門老化：使用3年后，圓盤或閥座可能磨損，密封性能