疏水节能新技术

2019-07-15 版权声明 举报文章

疏水节能新技术

摘要:本文主要阐述了关于无疏水阀的节能技术。

关键词:蒸汽系统 疏水阀

蒸汽系统一定有疏水阀,几乎每个人都是这么想的,现实情况也几乎都是这样,似乎离开疏水阀,就够不成蒸汽系统。于是即使疏水阀有种种不足,人们也能坦然接受。能不能找出一种既能提高蒸汽系统的热效率,又能解决疏水阀的不足呢?笔者认为采用无疏水阀的蒸汽系统是可以的,以下的分析和在实践中的案例,就足能证明。

一 、疏水阀的先天不足之处

疏水阀是供热系统必不可少的重要部件, 因其具有阻汽排水功能而被人们称之为“节能阀”。但随着人们对其认识的加深,其负面影响也日渐暴露出来:

处在恶劣条件下工作、动作频繁,阀的密封面容易磨损而致漏汽;

疏水阀在高速排出凝结水时会卷带新蒸汽一同排向后级,造成新蒸汽泄漏;

阀孔小易堵塞,用热设备出现疏水不畅时,操作人员必开旁通阀排水,使蒸汽直通排向后级,严重时疏水阀直通漏汽或旁阀通跑汽可达50~60%;

在线检查不易,管理困难,有效寿命短和维修工作量大等。

这些负面影响极具破坏性,一旦管理不善,不仅使蒸汽泄漏于系统外,造成能源浪费,严重时还会使已经闭合的系统重新成为开式系统。于是,人们不得不继续探索,采用新材料、新工艺,对疏水阀进行进一步的改进和完善,以适应系统节能的要求,但至今收效甚微。

二、蒸汽系统无疏水阀的理论依据

既然疏水阀有如此多的负面影响,系统的构成也还有待完善,系统热效率的高低又直接与管理水平相关,那么,能否另辟途径,从系统结构研究出发,来解决现行系统存在的问题呢?

设想有一种全新的供热系统,能降低对系统管理的要求,以适应当前国情;取消系统使用的疏水阀,不仅解决了疏水阀的泄漏问题,也免除了原来存在的维修工作;系统完善闭合,凝结水和显热全部有效回收。在不考虑锅炉和管网热效率的情况下,使系统热效率达到理想状态。在这一研究思路的指导下,我们首先提出了全新的无疏水阀的、不等压高效蒸汽供热系统构成理论。

其构成原理如下:

1. 准均压原理

2. 集中疏水原理

3. 凝结水单一液相流动原理

4. 静压输送原理

根据系统构成原理,多压力等级的用热设备,蒸汽在其内完成正常的冷凝放热,产生的凝结水通过具有均压功能的专用设备后,共网进入凝结水管道流向一个设定压力相对更低的空间。

由于实现了准均压状态下的汽水自动分离,供入用热设备蒸汽的潜热不全部向被加热介质释放,就不可能进入凝结水环境中,从而为蒸汽潜热100%的有效利用创造了条件。

由于疏水阀已不存在,凝结水不再被节流产生闪蒸汽,凝结水将拥有足够的静压推动自己返回热源,从而为系统取消动力机械和实现系统完善的闭合创造了条件。

由于实现了系统的完善闭合,凝结水和显热全部有效回收,作为工质在系统内循环。

采用无疏水阀不等压蒸汽供热系统,取消传统的疏水阀(或切断阀、节流孔板等)的原理图如下所示:

三、实际工艺流程图及系统简介

由工艺流程图可知,本发明专利是蒸汽供热系统的一种系统构成方法。新增加的压力均衡器、定压装置和调节装置等作为辅助专用设备,都是为新系统的构成而服务的。其工作流程如下:

锅炉生产的蒸汽经分汽缸、输汽管网B送入各用热设备C,在其内完成热交换,所产生的凝结水通过压力均衡器D的阻汽排水和均压后进入定压装置F,由于定压装置F的定压作用,使之前共网的凝结水管道E内压力略低于系统压力,且处于准均压(即压力基本相等)状态,再进入调节装置G,由于压力均衡器D和调节装置G内的调节阀流通口径足够大,没有疏水阀节流降压的问题存在,因而凝结水能够凭借自身拥有的压力返回除氧器或软水箱H。由此,系统实现了真正意义上的闭合。

设备特点介绍:

1、压力均衡器

该设备是专为不等压蒸汽供热系统设计的。以硫化机疏水阀和技改后使用的压力均衡器为例作比较,两者流通孔之比为6∶25(mm)后者最大流通面积是疏水阀的17倍多。因此,使用压力均衡器后膨化塔内积水的可能性几乎没有,从而保证了硫化机的工艺加热处于最佳工作状态,避免了因疏水阀通径小,容易被杂物堵塞可能性。压力均衡器还具有自动节流降压适应系统压力关系,拥有让不同用汽压力设备顺利共网的功能,并能适应高背压工作条件的要求。由于使用压力均衡器后消除了疏水阀的各项负面影响,为系统完善闭合和集中疏水创造了条件。

根据用户要求,在不能影响生产的情况下,新增的压力均衡器可以与原疏水阀并联安装。当调试投运完成后,疏水阀前后的阀门被关闭,可视为被旁路取消。其是否拆除,由企业自主决定。与疏水阀的功能比较见下表。

2、定压装置

顾名思义,可以起到为系统定压的作用。以车间单元系统为例,假定某车间有若干设备用汽压力都不相等,其最低工作压力为0.35MPa。为此,定压装置则设计定压在0.25~0.30MPa。以保证车间内所有用热设备的凝结水,都能够顺利流向压力相对较低的定压装置而不会相互干扰。定压装置处的压力由专用稳压阀人为调定。

3、调节装置

该装置内设置有大口径精密调节阀,是杜绝新蒸汽泄漏的忠实守护神。装置内部设计

有感知水位元件,无凝结水时,调节阀将可靠关闭。而在正常工作时,调节阀在水位感知元件的控制下,变成了一个大小可以调节的通道,凝结水凭借自身拥有的压力返回除氧器或软水箱,而不再需要任何动力机械,系统实现了真正意义上的闭合,系统漏汽率为零,由疏水阀造成的泄漏全部被挽回。

由此,采用新的无疏水阀高效蒸汽供热系统,就具有了下述技术特征:

(1)系统完善闭合,不再使用疏水阀,工艺加热处于最佳工作状态;

(2)蒸汽携带的潜热,除不可避免的表面散热损失外,全部向被加热介质释放;

(3)除破口、阀杆等泄漏外,凝结水和显热全部回收,且不需任何动力机械。

四、实践中的案例

1、原重庆轮胎厂内胎车间,由于地处全厂最低处,蒸汽管道中的大量凝结水进入内胎硫化机,加之该车间疏水系统存在问题,使硫化机加热不稳定,欠硫产品达15%~20%。

系统改造后,不仅节汽率达到了41.3%,长期存在的欠硫问题也得到圆满解决,产品质量大大提高,气嘴拉力达到8kg/cm2,超过部颁5kg/cm2的标准。同样,采用无疏水阀技术后,也会彻底消除贵公司当前存在的硫化温度严重波动的问题。

2、上海双钱轮胎如皋有限公司,去年成功实施了一条生产线的改造安装,投入了运行,节汽率达到了40%,眼下正在进行第二条和第三条生产线的改造。

因此,应用无疏水阀技术后不仅能够大幅度节能,而且还能够解决系统中诸如模具兜水疏水不畅、温度达不到工艺要求和阻碍产能提高等诸多问题。

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