汽液兩相流疏水器蒸汽疏水閥泄漏的問題分析

      汽液兩相流疏水器蒸汽疏水閥泄漏的問題分析，工廠的耗能種類繁多，除了冷、熱、電、水還有各種工業(yè)氣體。各種設(shè)備使用規(guī)律各不相同，且運(yùn)行時(shí)間長，有的設(shè)備每日24小時(shí)、全年365天都運(yùn)行，有的設(shè)備則需要定時(shí)運(yùn)行，每個(gè)領(lǐng)域都有節(jié)能潛力可挖。本文著重闡述蒸汽系統(tǒng)的防止泄漏所產(chǎn)生的節(jié)能潛力。
1現(xiàn)狀分析
      蒸汽作為熱量的中間傳遞介質(zhì)，將燃料的熱量傳遞給熱量需求點(diǎn)。蒸汽系統(tǒng)的使用情況直接決定了能耗的大小。蒸汽系統(tǒng)中經(jīng)�？梢钥吹�汽液兩相流疏水器疏水閥的“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象，大家普遍沒有重視這個(gè)問題。汽液兩相流疏水器疏水閥的口徑雖小，但是由于蒸汽的壓力相對較高，蒸汽的泄漏量是相當(dāng)可觀的。同時(shí)，其投資成本就是更換疏水閥的成本，相對于其它的節(jié)能改造工程，其投資較少，投資回報(bào)率較短，工程的施工難度小。
2節(jié)能分析計(jì)算
2.1理論計(jì)算
      要準(zhǔn)確計(jì)算出一個(gè)疏水閥的蒸汽泄漏量比較困難，這涉及到蒸汽的壓力、閥門的口徑、使用時(shí)間等眾多因素，根據(jù)國際上普遍采用的BS1042，ISO5167和ASMEMFC-3M相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中計(jì)算流體通過小孔的流量公式，為：其中：m：蒸汽的質(zhì)量流量（kg/h）；d：小孔直徑（mm）；ΔP：通過小孔的壓降（mm水柱）；D：管道內(nèi)徑（mm）；Vg：蒸汽在給定壓力下的比容（m3/kg）。
      不同口徑的汽液兩相流疏水器疏水閥的小孔直徑d可以參考表1。圖1給出了不同壓力下，不同孔徑的疏水閥的蒸汽泄漏量，可以快速的查處大致的蒸汽泄漏量。
表1
疏水閥口徑 排水孔徑
1/2"/15mm 3mm
3/4"/20mm 5mm
1"/25mm 7.5mm
11/2"/40mm 10mm
2"/50mm 12.5mm
圖1
根據(jù)以上信息計(jì)算，得到的理論泄漏量需要取一定的折算系數(shù)，其原因?yàn)椋?/span>
      1）汽液兩相流疏水器疏水閥泄漏時(shí)不會(huì)全開；
      2）閥座的幾何形狀影響流動(dòng)，管道雜質(zhì)會(huì)造成排水孔部分堵塞；
      3）冷凝水排放時(shí)會(huì)產(chǎn)生閃蒸蒸汽，閃蒸蒸汽會(huì)產(chǎn)生阻力減少通過小孔的流量；
      4）設(shè)備前的控制閥產(chǎn)生的節(jié)流會(huì)降低蒸汽/冷凝水壓力。同時(shí)，對汽液兩相流疏水器疏水閥的泄漏程度進(jìn)行了分級，根據(jù)不同程度的泄漏，所取的折算系數(shù)不同，具體如下：
      1）當(dāng)汽液兩相流疏水器疏水閥的泄漏程度為“大漏”時(shí)，取折算系數(shù)33%；
      2）當(dāng)汽液兩相流疏水器疏水閥的泄漏程度為“直通”時(shí)，取折算系數(shù)40%；
      3）當(dāng)汽液兩相流疏水器疏水閥的泄漏程度為“小漏”時(shí)，取折算系數(shù)16.5%；
      4）當(dāng)汽液兩相流疏水器疏水閥的泄漏程度為“微漏”時(shí)，取折算系數(shù)3.3%；
      5）當(dāng)熱動(dòng)力疏水閥的狀態(tài)為“動(dòng)作過頻”時(shí)，上述折算過的計(jì)算結(jié)果再取50%；
      6）當(dāng)泄漏的疏水閥后端為“排放大氣時(shí)”，上述折算過的計(jì)算結(jié)果再取折算系數(shù)50%。以一個(gè)DN20浮球疏水閥為例，計(jì)算得出：6barg下的泄漏量為3kg/h（中漏、冷凝水回收）；月泄漏的蒸汽量2.1t/月（1天24h；一月30d）；月蒸汽泄漏損失為400元/月（蒸汽費(fèi)200元/t）；年月蒸汽泄漏損失為4800元/a。
      由此可以看出，疏水閥的泄漏量是相當(dāng)可觀的，更換疏水閥的改造費(fèi)用相對較小，投資回收期基本在6個(gè)月以內(nèi)。
2.2汽液兩相流疏水器實(shí)際案例
      我公司蒸汽主要應(yīng)用于橡膠生產(chǎn)過程中硫化工藝，少部分用于生活熱水和冬天的空調(diào)采暖。飽和蒸汽來源于工業(yè)園區(qū)里的熱力公司，經(jīng)過減壓之后的壓力不低于16barg。從蒸汽減壓站到廠房內(nèi)的蒸汽使用點(diǎn)的距離大約近300m。
      本工廠沒有關(guān)注汽液兩相流疏水器疏水閥的泄漏耗能問題，每月的蒸汽耗量約530t，后來我們和斯派莎克的工程師一起對所有的疏水閥進(jìn)行調(diào)研，檢測出了泄漏的疏水閥，并安裝更換了斯熱動(dòng)力和浮球式疏水閥。此后，只要每月的蒸汽耗量高于500t，我們對疏水閥進(jìn)行調(diào)研檢測，每年可以節(jié)約140000元。
      在汽液兩相流疏水器蒸汽系統(tǒng)的節(jié)能主要是更換泄漏的疏水閥、煙氣余熱回收和冷凝水回收。由于各項(xiàng)目的設(shè)備投資和工程難度不一樣，投資回收期會(huì)有所不同。汽液兩相流疏水器疏水閥的“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象是容易被忽視的，但是其改造難度小，投資回收期短。根據(jù)我們的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，更換泄漏的疏水閥的投資回報(bào)期大約在6個(gè)月左右。