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日本TLV蒸汽阀门

本文是建立在前一篇CEP文章进口阀门提出的概念,继续深入探讨蒸汽疏水阀的排水故障。此文旨在消除几种常见的对于蒸汽、蒸汽疏水阀的误解,解释如何识别低温疏水阀并强调了维修这些阀门的重要性,同时也介绍了一种如何估算未修复的低温疏水阀损失的方法。

对于饱和蒸汽的误解

对于蒸汽品质的错误描述,部分原因归咎于低估了修复低温疏水阀的优先级。例如,有时人们会误认为锅炉生产的是饱和蒸汽,而实际上,进口阀门工厂的蒸汽系统中基本不会出现饱和蒸汽的工况,而是以过热蒸汽或湿蒸汽的状态存在。

当水被加热至沸点后继续加入热量(潜热)继而蒸发形成饱和蒸汽。这是一个临界值——呈现在热量表上是一个特定的点,而非一块区域;对饱和蒸汽继续加入热量,超过其饱和点,就形成了过热蒸汽;相反的,蒸汽中尚含有未蒸发的水即所谓的湿蒸汽,其范围低于饱和曲线(见图1)。

 

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在化工厂中,进口阀门锅炉产生的蒸汽通常是湿蒸汽(即,并非100%的水都被蒸发成蒸汽),蒸汽中夹带着附着了水雾的气泡。有些工厂会在锅炉系统安装汽水分离设备,最大限度减少锅炉输送的蒸汽中的含水量,但无法做到完全分离,仍有部分会被夹带着进入蒸汽管网。即使最先进的锅炉,进口阀门在锅炉出口处的蒸汽中仍会有3-5%的含水量。

对于过热蒸汽的误解

另一个比较普遍的误解是过热蒸汽系统中不可能存在冷凝水,更有甚者,维保人员降低过热系统中低温疏水阀维修保养优先级别,这往往会导致过热蒸汽系统中疏水阀维修保养的缺失。

过热蒸汽系统是否存在冷凝水,进口阀门需从几个方面进行考虑。首先是开机,当系统开机时,蒸汽暖管所产生的冷凝水,必须通过疏水点(CDL)排出——排水系统通常包含一台蒸汽疏水阀及相关管道,止回阀,排污阀,关断阀,过滤器,三通等;开机后冷凝水被排出直至系统达到过热状态,那些我们通常称之为垂直集水井的管道,变成一个蒸汽停滞流动的散热器,过热蒸汽会在这经由辐射散热冷却产生冷凝水。

此外还有一些情况会将过热蒸汽变为湿蒸汽,如,蒸汽减温器出现故障,喷射过多的水进入系统会导致这种情况。蒸汽系统中最常见的,也是现场人员认为不会出现在系统中的故障,是因为积存的冷凝水瞬间释放能量,对过热蒸汽汽轮机造成损坏;本该关闭的阀门被手动或者自动打开,大量的冷凝水瞬时进入主管而又无法被及时汽化、吸收,进口阀门这将为事故埋下重大隐患。

冷凝水的危害

当蒸汽通过管道传输,在机械力和热力的作用下进口阀门,夹带的冷凝水会从蒸汽中脱离(如图2)。如果冷凝水未被移除进口阀门,它将在蒸汽的推动下以很高的流速前进,流速高达160公里/小时,对沿途任何阻碍其行进的物体包括弯头,喷嘴,阀门,法兰等造成撞击而瞬停——造成水锤,这种冲击波会造成设备损坏或使人员受伤。

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引起水锤的根本原因通常是疏水点(CDL)排水不畅。然后进口阀门,除非发生灾难性事件,工厂的维保人员往往不会对低温疏水阀进行例行的维修,更有甚者,部分设备管理人员似乎也采用不闻不见的态度对待积存的冷凝水。与可见的蒸汽泄漏不同的是,某种意义上说,冷凝水因其包裹在管道内是看不见的,在蒸汽的携带、驱动下贯穿整个系统。

除非与安全生产有关,大部分泄漏的蒸汽疏水阀并非维修工作的首要任务。泄漏疏水阀带来最糟糕的后果是导致回收管压力增加,CO2过量排放及能源浪费;即便如此,它们仍维持着蒸汽疏水阀最基本的功能——将冷凝水从系统中排除,只不过在完成这项功能时效率略显低下。

真正严重且存在重大隐患的是有排水障碍的蒸汽疏水阀(低温疏水阀),进口阀门它们没能执行疏水阀的基本功能即从系统中排除冷凝水。当一个疏水点堵塞,冷凝水积存在系统中,图3展示了测试一个典型疏水阀开→关→开的循环动作,用来确定在蒸汽疏水阀中存在有冷凝水。

 

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对于多余蒸汽疏水阀的误解

出于削减维修费用考虑,工程师或者现场经理可能会拆除他们认为进口阀门不需要的蒸汽疏水阀,而实际上,系统中设计的每个疏水点都是有其考量点的。

投资项目的设计过程受到预算的制约,因此工程师们会尽量避免设计不必要的设备,项目设计、初始安装必要的疏水点将大大减少后期运行中因缺失疏水点带来的不安全性,延长系统、设备的使用寿命。因此,我们有理由认为所有原始设计的疏水阀对于工厂的运行都是必要的。

到此,工程师们对于在系统中设计、安装这些疏水点应该都无异议了,进口阀门但仍可能对于修复排水故障疏水阀的紧迫性不以为然。

 



 



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