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                疏水閥后冷凝水背壓高的危害、原因分析及解決方案

                發布時間:2018-09-18 18:45      

                一、背壓是什么?

                1、蒸汽疏水閥的背壓是指在工作條件下,蒸汽疏水閥出口端的壓力,也就是冷凝水排出到設定處(比如集水箱)所需克服的阻力。疏水閥入口(一次側)的壓力和背壓之間的差值就是工作壓差。??背壓并不取決于疏水閥本身,而是取決于疏水閥后的冷凝水管道布局及冷凝水系統的壓力。背壓過高,壓差很小,則疏水閥的排量也變得很小,這樣會導致疏水不暢,甚者無法排水。

                2、不同類型的疏水閥,允許背壓差別很大,因此在疏水閥選型時,除了考慮疏水閥的冷凝水排量外,也要考慮在安裝位置處的背壓大小。如果蒸汽疏水閥入口壓力保持穩定,隨著背壓的升高,疏水閥運行的壓差降低,對于同一疏水閥,壓差越小,則排量越小。

                3、疏水閥要把設備中的冷凝水輸送到遠處,必須要克服輸送過程中的揚程阻力和靜水壓等,這個阻力的合值就是背壓值。若疏水閥前的壓力夠高,就可以直接依靠這個壓力和重力,讓冷凝水自流到集水箱。

                二、背壓怎么產生的?

                蒸汽疏水閥背壓的產生,主要是以下幾點:

                (1)如果疏水閥后端的冷凝水直接排向大氣,就沒有背壓產生,即背壓P2=0

                (2)冷凝水與輸送管道摩擦產生的壓力、冷凝水管道彎頭的阻力、冷凝水爬坡產生的壓力、冷凝水進入的帶壓設備內的壓力(比如閃蒸罐)。

                (3)即使冷凝水直接排向大氣,如果需要流經很多彎管,會遇到一些削弱流動的阻力,因此也產生了背壓,冷凝水管水平方向每100米產生1Barg背壓,垂直方向每爬升10米產生1barg背壓。? ?

                (4)冷凝水管道有爬升,會有水頭(靜水壓),因此也產生了背壓。

                三、蒸汽疏水閥后背壓高,主要是哪些原因造成的呢?有什么危害呢?怎么解決?

                1、疏水閥泄漏;

                2、疏水閥后冷凝水回收管道太長;

                3、回收管管徑太??;

                4、不同壓力,即高壓和低壓的冷凝水管直接串在一起了;

                5、失流;

                6、疏水閥后閃蒸罐壓力過高。

                針對以上六條,我們提出如下解決方法:

                1)、疏水閥作為一個節能產品,需要定期的檢測。尤其是發現背壓較高時,一定要第一時間去盤查疏水閥,通過紅外測溫儀測量疏水閥前后端的溫度,如果疏水閥前端溫度,與相應壓力下的飽和蒸汽溫度是一致的,這時若發現疏水閥后溫度與前端溫度非常接近,則說明疏水閥泄漏了;如果疏水閥前端溫度,遠遠低于相應壓力下的飽和蒸汽溫度,這時疏水閥后的溫度與前端溫度也是接近的,但都很低溫,則說明疏水閥堵水了。

                解決:維修或更換疏水閥,降低后端背壓。

                2)、疏水閥后冷凝水回收管道,垂直方向每爬升1米,產生0.1barg的背壓;水平方向(包括轉彎)沒走10米,產生0.1barg的背壓。正常來說,冷凝水管道爬高一般在3-5米之間,最高也就0.5bar背壓。水平方向的距離,即疏水閥與集水罐(集水箱)之間的距離,則每個客戶相差甚遠,原則上,這個距離越短越好。有些客戶后面這個距離甚至300-400米,那這個背壓就差不多4-5barg了,若前端壓力才3Barg,那就好導致疏水閥無法排水,物料無法加熱升溫,嚴重影響生產。

                解決:--這屬于系統性高背壓,需要對冷凝水回收管道系統做一些改造。

                A、想辦法在靠近疏水閥的地方斷開,直排,背壓降為0;---這個不建議,因為考慮到節能環保,冷凝水都應該回收;

                B、在靠近疏水閥的地方,先做一個開放式的集水槽(把背壓降得很低),然后再利用機械式冷凝水回收泵送到鍋爐水箱去。

                為了確保動力機械泵能順利快速的把水打回到鍋爐房水箱,回收泵的動力介質可以是蒸汽或壓縮空氣,壓力要大于背壓。

                動力機械泵的優勢:對比于傳統電泵回收,解決了高溫冷凝水產生的汽蝕問題,以及機械密封件易損問題等缺陷。

                C、在靠近疏水閥的地方,先做一個開放式的集水槽(把背壓降得很低),然后再利用離心泵將冷凝水泵送到遠處的鍋爐水箱去。

                D、用特制泵回收(把背壓降得很低)?

                3)、高低壓冷凝水串在一起了,沒有分開回收。比如減壓閥(假設從10減到3barg)前后的冷凝水,前后壓力相差很大,但是疏水閥又挨得比較近,如果這兩個冷凝水管直接串在一起的話,10barg的冷凝水會回流到3barg設備的疏水閥處,阻止其冷凝水排放,導致設備內積水,無法升溫。

                解決:高低壓冷凝水要分開回收。?

                4)、冷凝水回收管管徑設計得過小,因為高溫冷凝水在突然降壓時,有一部分會變成閃蒸汽,那閃蒸汽需要占據比較大的空間,因此,我們必須嚴格根據冷凝水流量和壓力,來計算閃蒸汽流量,然后按照10M/s的流速,來計算冷凝水回收管的管徑,然后稍微放一點余量即可。管道要是太小,會造成管道里憋壓,導致背壓增高。注意:因為大氣壓下,蒸汽的比容是水的1600多倍,因此我們這里計算管徑基本上就直接把水的體積忽略不計了。--詳見我們“維遠閥門”公眾號中“蒸汽知識”里的《9.2冷凝水回收管徑計算與布管》

                解決:擴大回收管道。

                5)、關于失流:失流是指換熱器內蒸汽空間的壓力等于或小于疏水閥后的總背壓,從而導致冷凝水無法從換熱器內排除的現象。主要有以下幾種情況會導致換熱器內的壓力低于疏水閥后背壓:

                (1)由于二次側流體入口溫度升高導致負荷的降低;

                (2)由于二次側流體的流量降低導致負荷的降低;

                (3)由于設定溫度的降低導致二次側流體出口溫度降低;

                (4)當負荷降低時,控制閥會關小降低蒸汽的壓力,導致疏水閥前后沒有足夠的壓差使冷凝水通過疏水閥排放,從而導致蒸汽空間積水。

                背壓高是一個相對的概念,對于這種可能出現失流的工況,比如設備前端有氣動控制閥控制溫度,當溫度達到工藝要求的溫度時,控制閥開度變小甚至關閉,此時換熱器內蒸汽壓力會快速降低甚至變成真空狀態,這樣背壓即使只有1-2barg,都是背壓高于前端壓力,這時候也會導致疏水閥無法及時排出。

                解決:直接在設備后面使用自動疏水泵替代疏水閥。

                6)、關于閃蒸罐:若閃蒸罐內壓力較高,則閃蒸比例過低,能回收到的閃蒸汽很少,那就失去了閃蒸汽多級利用的意義了。正常設計管網時,閃蒸罐內的設計壓力一般比較低的,但是有時候因為閃蒸罐尺寸設計不合理,過小,或者溢流閥出現故障,不能及時的釋放多余壓力,導致超壓。因為這個系統中,疏水閥后的背壓是等于閃蒸罐內的壓力的。

                解決:正確設計閃蒸罐尺寸,系統設計要合理,相關閥門,尤其是溢流閥必要好用。

                7)、另外,還有一個問題,請注意,因為熱動力疏水閥耐背壓能力比較差,而且會泄漏蒸汽,不建議選用,尤其是冷凝水回收工況,還有減壓閥前管道疏水,則一定不能選用熱動力疏水閥,否則積水嚴重,一定要選用機械式疏水閥(包括浮球式和倒吊桶式)。

                熱動力型疏水閥: 允許背壓為進口壓力的50%以下;

                熱靜力型疏水閥:閥的允許背壓度不低于30%;

                機械型疏水閥: 抗背壓能力較強,允許背壓為進口壓力的95%以上;

                8)、走出誤區:

                針對現在有些客戶,因為背壓高疏水不順暢,甚至排不出水,就把疏水閥拆掉,后面直接用一個什么泵打回水箱去,自以為反正都回收了,沒有浪費。還有一種情況,就是疏水閥泄漏了也不管,自以為反正都回收了,沒有浪費。

                這種想法是錯誤的,他們認為疏水閥只要在正常排水,設備升溫也正常(疏水閥即使泄漏蒸汽,也不會影響設備升溫),冷凝水全部回收利用了,就不在乎疏水閥是否泄漏,認為即使泄漏,也沒關系,反正都回收利用了,更有甚者,連疏水閥都不裝,或者停用疏水閥,讓高溫冷凝水直接循環利用,實際上這是絕對錯誤的,大錯特錯!

                疏水閥排水不暢,或者排不出水,應該從閥門或系統上找出原因,盡早改善,以確保工廠的安全生產,并達到最佳節能效果。

                總之,如何選用合理疏水閥、如何有效回收利用冷凝水、如何實現節能降耗是目前每個企業的最重要課題之一。即使你有非常完善、非常昂貴的回收系統,蒸汽主管和換熱設備后都必須要安裝合適型號的疏水閥,且必須確保疏水閥是無泄漏的,必須定期檢查、定期更換疏水閥??!?

                另外,對于一些特殊設備,比如細長型列管換熱器、滾同類烘干機等等,需要多加研究,還要考慮蒸汽綁,空氣綁等問題,這些問題則需要選用相應的破蒸汽綁疏水閥、增加排空閥,還有在疏水閥后加止回閥等等措施,都可以解決一些問題。?

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