提出汽液兩相流疏水器的正確選擇及安裝使用建議
自從產(chǎn)業(yè)革命以來，蒸汽已被廣泛地應(yīng)用在各工業(yè)部門，特別在石化、化工、紡織、輕工、電力等行業(yè)，都大量地使用蒸汽。及時(shí)排除蒸汽系統(tǒng)中的凝結(jié)水、減少蒸汽的泄漏; 提高蒸汽使用設(shè)備的熱效率等問題。得到了各部門的普遍重視，蒸汽汽液兩相流疏水器就是解決這些問題的主要裝置。汽液兩相流疏水器也稱疏水閥，也稱自動(dòng)排液器，它是用在蒸汽加熱設(shè)備或蒸汽輸送管網(wǎng)上，起自動(dòng)阻汽排水作用的裝置。汽液兩相流疏水器的正確選擇、安裝使用直接影響到蒸汽系統(tǒng)的安全運(yùn)行和節(jié)能工作的好壞。
神美公司具有十七套大型石油化工裝置的國(guó)家特大型企業(yè)，其蒸汽用熱設(shè)備眾多，式樣各異。各種類型的蒸汽用熱設(shè)備和蒸汽管網(wǎng)，對(duì)它們所需的蒸汽疏水系統(tǒng)一汽液兩相流疏水器的要求也就不同。任何一種型式和種類的汽液兩相流疏水器都不是萬能的，因此為了選擇和安裝使用合適的汽液兩相流疏水器，以滿足用汽設(shè)備和蒸汽管網(wǎng)對(duì)汽液兩相流疏水器的要求，首先必須了解汽液兩相流疏水器的分類與工作原理。
汽液兩相流疏水器的分類與工作原理
汽液兩相流疏水器按工作原理一般可分為三種類型: 機(jī)械型、熱靜力型、熱動(dòng)力型。詳見表1。
目前共有汽液兩相流疏水器約24000個(gè)，其中烯烴廠"3400個(gè)，芳烴廠*5500個(gè)。采用的汽液兩相流疏水器型式有自由浮球式、倒吊桶式、雙金屬式、膜盒式、孔板式等。
汽液兩相流疏水器的正確選擇
選擇汽液兩相流疏水器時(shí)，不能單純從最大排放量選擇，應(yīng)特別注意:“絕不允許只根據(jù)管徑大小來套用汽液兩相流疏水器”。而必須根據(jù)汽液兩相流疏水器選擇原則并結(jié)合凝結(jié)水系統(tǒng)的具體情況來選用。般情況下，應(yīng)按以下三個(gè)方面選用。
首先根據(jù)加熱設(shè)備和對(duì)排出凝結(jié)水的要求，選擇確定汽液兩相流疏水器的型式。
對(duì)于要有最快的加熱速度，加熱溫度控制要求嚴(yán)的加熱設(shè)備,需保持在加熱設(shè)備中不能積存凝結(jié)水，只要有水就得排，則選擇能排飽和水的機(jī)械型汽液兩相流疏水器為最好。因?yàn)樗怯兴团诺钠簝上嗔魇杷�，能及時(shí)消除設(shè)備中因積水造成的不良后果，迅速提高和保證設(shè)備所要求的加熱效率。
對(duì)于有較大的受熱面，對(duì)加熱速度、加熱溫度控制要求不嚴(yán)的加熱設(shè)備，可以允許積水，如: 蒸汽采暖疏水、工藝伴熱管線疏水等。則應(yīng)選用熱靜力型汽液兩相流疏水器。
對(duì)于中低壓蒸汽輸送管道，管道中產(chǎn)生的凝結(jié)水必須迅速完全排除，否則易造成水擊事故。蒸汽中含水率提高，使蒸汽的溫度降低，滿足不了用汽設(shè)備工藝要求。因此，中低壓蒸汽輸送管道選用機(jī)械型汽液兩相流疏水器。
總之，必須根據(jù)加熱設(shè)備和用途，對(duì)汽液兩相流疏水器型式進(jìn)行合理選擇。詳見表2。
其次根據(jù)用汽設(shè)備的最高工作壓力、最高工作溫度，確定汽液兩相流疏水器的公稱壓力、閥體材質(zhì);確定汽液兩相流疏水器的連接方式、安裝方式等。
汽液兩相流疏水器的公稱壓力一般分為:0.6Mpa、1.0Mpa、2.0Mpa、0.6Mpa,2.5Mpa、4.0Mpa.5.OMpa在選用時(shí)，汽液兩相流疏水器的公稱壓力不能低于蒸汽使用設(shè)備的最高工作壓力。同時(shí)，根據(jù)汽液兩相流疏水器公稱壓力、最高工作溫度、安裝環(huán)境等選定閥體的材料。公稱壓力S1.0Mpa,選用鑄鐵或碳素鑄鋼; 公稱壓力> 1.OMpa,選用碳素鑄鋼或合金鑄鋼。
汽液兩相流疏水器的最高工作溫度根據(jù)蒸汽使用設(shè)備所使用的蒸汽來確定,選擇時(shí)應(yīng)不低于使用蒸汽的溫度。
汽液兩相流疏水器有臥式和立式兩種安裝方式，它是由管線與汽液兩相流疏水器的連接位置來確定。汽液兩相流疏水器的連接方式有螺紋、法蘭、焊接、對(duì)夾等，必須根據(jù)汽液兩相流疏水器的最高工作壓力、最高工作溫度及蒸汽使用設(shè)備相應(yīng)連接部分要求來確定。
最后根據(jù)排水量的大小，選擇確定汽液兩相流疏水器的性能參數(shù)。
除汽液兩相流疏水器的壓力、溫度等參數(shù)應(yīng)與所使用的設(shè)備條件相匹配外，汽液兩相流疏水器各種壓差下的排水量，則是選擇汽液兩相流疏水器的一個(gè)重要因素。如果所選用安裝的汽液兩相流疏水器排水量太小，就不能及時(shí)排除已到達(dá)該汽液兩相流疏水器的全部凝結(jié)水，使凝結(jié)水受阻倒流，最終將造成堵塞，使設(shè)備加熱效率顯著降低。相反，選用排量太大的汽液兩相流疏水器將導(dǎo)致閥門關(guān)閉件過早的磨損和失效。隨著閥體增大，其制造成本也將增大，不經(jīng)濟(jì)。因此，對(duì)設(shè)備或管道內(nèi)產(chǎn)生的凝結(jié)水量，必須正確的測(cè)定或根據(jù)計(jì)算式求出，為正確選用汽液兩相流疏水器提供條件。
所以，在確定汽液兩相流疏水器的排水量時(shí)，應(yīng)根據(jù)各種用汽設(shè)備的特點(diǎn)、汽液兩相流疏水器的排放形式來確定“安全系數(shù)K”。一般應(yīng)按下式計(jì)算:
汽液兩相流疏水器的每小時(shí)排水量= 設(shè)備或管道每小時(shí)產(chǎn)生的凝結(jié)水量X安全系數(shù)K
設(shè)備每小時(shí)產(chǎn)生的凝結(jié)水量即是設(shè)備每小時(shí)的蒸汽消耗量。安全系數(shù)K，不是理論上所規(guī)定，也不是能通過計(jì)算求得的,而是從經(jīng)驗(yàn)中得出的數(shù)據(jù)。安全系數(shù)K的確定，其影響因素主要有兩方面:一方而是汽液兩相流疏水器的排水性能。由于目前汽液兩相流疏水器對(duì)系統(tǒng)壓差、流量變化的適用能力有限，且生產(chǎn)廠商為用戶提供的汽液兩相流疏水器容量都是以每小時(shí)的連續(xù)排放量表示的，而實(shí)際上大部分情況下汽液兩相流疏水器都是間斷排放的。另一方而是蒸汽使用設(shè)備的種類。蒸汽使用設(shè)備不同，其運(yùn)轉(zhuǎn)過程中凝結(jié)水生成的負(fù)荷特性也不同。要考慮蒸汽使用設(shè)備在啟動(dòng)時(shí)凝結(jié)水大量生成和正常運(yùn)行時(shí)其凝結(jié)水排水量的變化情況; 同時(shí)還應(yīng)考慮設(shè)備是連續(xù)運(yùn)行或是間斷運(yùn)行等不同情況。如果排水特性變化大，又是間斷運(yùn)行的設(shè)備，那么安全系數(shù)要選取偏大，反之則取偏小為好。綜合各方面因素，對(duì)不同的蒸汽使用設(shè)備建議分別取安全系數(shù)K=2~4。詳見表3。
舉例: 換熱器蒸汽耗量200Kg/h,蒸汽壓力0.3Mpa,溫度160"C,凝結(jié)水不回收。選擇確定汽液兩相流疏水器的型號(hào)。
1、確定選擇汽液兩相流疏水器的種類: 根據(jù)已知條件，選擇機(jī)械型汽液兩相流疏水器或熱靜力型汽液兩相流疏水器較好。T= 160"C,汽液兩相流疏水器公稱壓力確定為1.OMpa、根據(jù)P=0.3Mpa,
2、6Mpa均可。連接方式選擇法蘭、螺紋均可。閥體材料灰鑄鐵或1.碳素鑄鋼。
3.汽液兩相流疏水器前的壓力一進(jìn)換熱器蒸汽壓力0.3Mpa一換熱器阻力0.02Mpa=0.28Mpa,汽液兩相流疏水器后壓力=0Mpa,汽液兩相流疏水器前后壓差=0.28Mpas根據(jù)已知條件，選擇安全系數(shù)K=3,則汽液兩相流疏水器排水量=3X200=600Kg/h.查產(chǎn)品樣本:
(1)選甘肅920廠自由浮球式汽液兩相流疏水器: UF05-A或CS41H-16C,DN20；雙金屬汽液兩相流疏器:TB11,DN20。
(2)選南京流體工程機(jī)械廠自由浮球式汽液兩相流疏水器: FZB.S 16H一4B 或FZB.S 10H-4B,DN20。
汽液兩相流疏水器的安裝：
個(gè)即使性能完美、制造精良的汽液兩相流疏水器，如果安裝使用不當(dāng)，同樣也達(dá)不到預(yù)期的效果。單獨(dú)的汽液兩相流疏水器是很難達(dá)到阻汽排水作用的，它需要有輔助裝置配合。汽液兩相流疏水器的輔助裝置并不是一律要求件件必備，而是根據(jù)具體條件選用必需的。4.1完整的疏水裝置見圖1:
當(dāng)凝結(jié)水排至大氣時(shí)，后切斷閥、檢查閥、止回閥可不設(shè)置。
若汽液兩相流疏水器本體內(nèi)已帶過濾器，過濾器可不設(shè)置。如: 自由浮球式汽液兩相流疏水器。
若汽液兩相流疏水器后的凝結(jié)水管高于汽液兩相流疏水器，或有幾組疏水裝置共有一根凝結(jié)水管，常需裝設(shè)止回閥。若汽液兩相流疏水器本身能起止回作用，也不設(shè)止回閥。如: 熱動(dòng)力型汽液兩相流疏水器。4.2 疏水裝置應(yīng)盡量靠近加熱設(shè)備或蒸汽總管，以免產(chǎn)生“蒸汽阻塞”。
汽液兩相流疏水器不能串聯(lián)安裝，可以并聯(lián)安裝。如: 使用大規(guī)格的汽液兩相流疏水器且其安裝困難時(shí)，可以采用幾個(gè)小型汽液兩相流疏水器并聯(lián)安裝，見圖2。每個(gè)設(shè)備的疏水應(yīng)各自獨(dú)立安裝疏水裝置，見圖3。
4.4一般機(jī)械型汽液兩相流疏水器只能安裝在水平管路上，恒溫型、熱動(dòng)力型汽液兩相流疏水器可水平，也可垂直安裝。汽液兩相流疏水器應(yīng)安裝在檢修方便的地方，并盡可能集中排列。
關(guān)于汽液兩相流疏水器采購、節(jié)能管理的建議5.1汽液兩相流疏水器的采購
探討了汽液兩相流疏水器的正確選用、正確安裝,由于我國(guó)對(duì)汽液兩相流疏水器的制造尚未完全標(biāo)準(zhǔn)化，各制造廠汽液兩相流疏水器的型號(hào)尚未統(tǒng)一，給設(shè)計(jì)、采購汽液兩相流疏水器帶來很大的不便。因此，采購質(zhì)量好、價(jià)格合理和交貨及時(shí)的汽液兩相流疏水器制造廠商顯得尤為重要。
汽液兩相流疏水器的使用量大，按汽液兩相流疏水器壽命二年計(jì)，每年的汽液兩相流疏水器更換量達(dá)16000套。此汽液兩相流疏水器并非損壞，只是其易損件消耗，建議神美有關(guān)單位可利用已有設(shè)施，自辦閥門修理廠。只需增建如閥門、汽液兩相流疏水器校驗(yàn)臺(tái)等專用工具，投資幾十萬元即可。其主要職能: 閥門易損件的生產(chǎn)，閥門檢修，閥門的校驗(yàn)，廢舊閥門的回收等，也可有關(guān)廠家聯(lián)合。這樣，既能減少閥門采購量，降低生產(chǎn)成本，又能保證質(zhì)量，增收節(jié)支。
汽液兩相流疏水器的節(jié)能管理
為保證汽液兩相流疏水器的正常使用，提高汽液兩相流疏水器的使用可靠性，達(dá)到節(jié)約蒸汽的目的，神美公司必須建立汽液兩相流疏水器使用管理制度和操作規(guī)程。若汽液兩相流疏水器的漏汽率減少0.5%，神美公司蒸汽耗量將減少約5 噸/時(shí)，可見其節(jié)能管理的重要性。因此，各汽液兩相流疏水器使用單位必須設(shè)有專門的維護(hù)管理班組，并應(yīng)配各懂行的技術(shù)人員。建立汽液兩相流疏水器管理臺(tái)賬，設(shè)置汽液兩相流疏水器檢查臺(tái)或校驗(yàn)臺(tái)。定期對(duì)汽液兩相流疏水器進(jìn)行檢查維修。
疏水閥選型條件
1.疏水閥的疏水量:
選用疏水閥時(shí)，必須按設(shè)備每小時(shí)的耗汽量乘以選用倍率2 -3 倍為最大凝結(jié)水量，來選擇疏水閥的排水量。才能保證疏水閥在開車時(shí)能盡快排出凝結(jié)水，迅速提高加熱設(shè)備的溫度。疏水閥排放能量不夠，會(huì)造成凝結(jié)水不能及時(shí)排出，降低加熱設(shè)備的熱效率。(當(dāng)蒸汽加熱設(shè)備剛開始送汽時(shí)，設(shè)備是冷的，內(nèi)部充滿空氣，需要疏水閥把空氣迅述排出，再排大量低溫凝結(jié)水，使設(shè)備逐漸熱起來，然后設(shè)備進(jìn)入正常工作狀態(tài)。
由于開車時(shí)，大量空氣和低溫凝結(jié)水，較低的入口壓力，使疏水閥超負(fù)荷運(yùn)行，此時(shí)疏水閥要求比正常工作時(shí)的排水量大，所以按選用倍率2 -3 倍來選擇疏水閥。)
2.疏水閥的工作壓差:
選用疏水閥時(shí)，不能以公稱壓力選疏水閥，因?yàn)楣Q壓力只能表示疏水閥體殼承受壓力等級(jí)，疏水閥公稱壓力與工.作壓力的差別很大。所以要根據(jù)工.作壓差來選擇疏水閥的排水量。工作壓差是指疏水閥前的工作壓力減去流水閥出口背壓的差值。硫水閥后背壓計(jì)算方式是: (當(dāng)疏水閥后凝結(jié)水排入大氣時(shí)，疏水閥的出口背壓為零。如果把疏水閥排出的冷凝水集中回收，此時(shí)，疏水閥的出口背壓是回水管的阻力、回水管抬升高度、二次蒸發(fā)器(回水箱) 內(nèi)壓力三者之和。)
3.機(jī)械型疏水閥的閥座號(hào):
機(jī)械型疏水閥按不同的工.作壓差段，分成多種規(guī)格閥座孔徑的“閥座號(hào)”，每個(gè)工作壓差段與“閥座號(hào)”組成一條坐標(biāo)曲線的排水量，不同“閥座號(hào)”的疏水量有很大差別。機(jī)械型流水閥應(yīng)根據(jù)工藝條件的最高工作壓差和最大排水量?jī)烧呦鄬?duì)應(yīng)的坐標(biāo)曲線來選合適的“閥座號(hào)”。不能以公稱壓力來定”閥座號(hào)”，如果選錯(cuò)“閥座號(hào)”，有可能出現(xiàn)疏水閥不工作或設(shè)備存水，影響設(shè)備正常運(yùn)行。
4.疏水閥的工作溫度:
選用疏水閥時(shí)，要根據(jù)管道燕汽最高溫度來選擇能滿足工藝條件要求的疏水閥。管道蒸汽最高溫度超過公稱壓力相對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽溫度稱為過熱蒸汽，在過熱蒸汽管道選擇疏水閥時(shí)，應(yīng)選用高溫高壓過熱蒸汽專用疏水閥。
5.疏水閥的連接尺寸:
疏水閥的工藝條件決定以后，根據(jù)疏水閥前后的工.作壓差，疏水量和“閥座號(hào)”，按疏水閥制造廠家的技術(shù)參數(shù)來選擇疏水閥的規(guī)格尺寸。(不能按設(shè)備連接尺寸隨便選配同樣尺寸的疏水閥，疏水閥的連接口徑不能代表疏水量的大小，同一種口徑的疏水閥，疏水能力可能差別很大; 所以選用疏水閥時(shí)必須根據(jù)設(shè)備的工藝條件，參照疏水閥制造廠“家提供的參數(shù)來選配疏水閥才是正確的選擇。) |
