疏水节能新技术

罗应东

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。