基于FT14浮球式疏水阀的故障分析及研究

孙忠日， 张灵晓

（1.吉林烟草工业有限责任公司 延吉卷烟厂，吉林 延吉133000；2.陕西铁路工程职业技术学院，陕西 渭南714000）

0 引言

蒸汽在烟草行业制丝工艺设备上广泛应用，烟叶（梗）的回潮、烟叶（梗丝）的加料、烟丝的再回潮及干燥等众多工艺都是借助于蒸汽来完成的。烟叶制丝的多种工艺都需要用到大量蒸汽，因此蒸汽疏水阀用量大，分布在生产车间的各个工序。

疏水阀排冷凝水不畅通时或者不能及时排除，会导致筒类设备热风的调节系统失效、干燥类设备循环风调节系统失效，进而影响物料的水分、温度等关键工艺参数异常变化，制约着制丝产品的工艺质量；疏水阀发生内漏不仅造成蒸汽能源的浪费，而且使整个蒸汽系统背压增加，严重威胁着企业的生产安全，此外疏水阀故障造成设备异常停机引发生产断流，会增加批次物料干头干尾的比重，导致产品质量下降，无法实现精益生产。

因此对疏水阀采取科学、有效、精益化的管理显得尤为重要，为预防、减少或乃至消除上述故障的发生，运用多年来的设备维修和管理经验，对疏水阀的常见故障发生的原因进行分析，总结了相对应的方法、措施及应急性方案，使设备管理更具有针对性、预见性、有效性。

1 FT14浮球式疏水阀的结构及工作原理

FT14浮球式疏水阀主要由阀体、阀盖、主阀装置、液囊（副阀）装置、浮球及连杆机构等六部分组成（本文未介绍带破蒸汽汽锁装置），如图1所示。

1.1 液囊装置工作原理

图1 浮球式疏水阀工作原理简图

图2 液囊装置工作原理简图

FT14疏水阀核心装置之一是液囊装置，如图2所示。液囊里面充满了特殊液体和水的混合物，它的沸点比水低，设备起机阶段时温度较低，液囊处于松弛状态，阀芯离开阀座全开，可完全排除蒸汽管路内部的不可凝结气体，这是所有压力平衡式疏水阀的一个重要特点，也是能够排除空气的原因。此外液囊中的混合物的浓度决定着疏水阀在低于饱和蒸汽温度的排冷凝水温度。

1.2 疏水阀工作原理

当蒸汽设备开启时，疏水阀温度相对低，阀是处于常温状态，液囊收缩，副阀口全开，连续排放出不可凝结气体，达到快速启动设备的目的；当冷凝水经过压力平衡式疏水阀时，热量传递给液囊中的液体，在蒸汽到达疏水阀前，液体受热蒸发，蒸发后的气体压力使液囊膨胀，阀芯压向阀座，副阀门关闭，此时蒸汽无法通过副阀口进入下游设备，冷凝水不断在阀体内存储并且液位逐渐上升，当浮球受到的浮力大于临界值时，主阀阀口打开将阀体内的冷凝水排出；当使用蒸汽设备停止时不再产生冷凝水，杠杆浮球随着液位的下降将主阀口关闭，主阀口总是在冷凝水水位以下，形成密封状态，因此不会产生蒸汽泄漏。

2 FT14浮球式疏水阀的常见故障及分析

结合烟草制丝设备安装的疏水阀的使用情况，总结归纳以下常见故障：疏水阀泄漏蒸汽、疏水阀不疏水和加热设备加热速度慢。为预防、减少和消除各类故障的发生，通过对故障原因分析，结合相关经验，提出了有效的处理措施和方法。

2.1 疏水阀蒸汽泄漏故障及分析

蒸汽泄漏是浮球式疏水阀的常见故障之一，泄漏不仅浪费蒸汽，而且存在烫伤操作人员的安全隐患，出现蒸汽泄漏主要体现在回收冷凝水系统背压增大、回收冷凝水管路温度升高。产生泄漏主要有以下几种原因：

1）安装不正确，导致疏水阀失效。在日常维保或更换新疏水阀时易出现此类状况，因此在维保时要保证安装后的流向和位置正确，同时阀体铭牌上的箭头应朝下。

2）阀门关闭不严，导致蒸汽泄漏。一般此类现象多出现在管理系统改造后或者上游过滤器失效，使杂质、焊渣等进入到阀体内卡涩阀芯阀座，通常此类故障可通过拆卸疏水阀清洗卡涩处即可排除故障，若出现特别严重的卡伤需要抽出销轴、拆卸主阀，检查主阀密封面，进行研磨维修，同时打开排空气卡扣，检查阀芯阀座密封面，若为卡伤可以使用金相砂纸研磨，若密封面损伤严重的，可以更换备件、更换垫片。

3）内部腐蚀，导致蒸汽泄漏。冷凝水具有一定的腐蚀性，长时间在具有腐蚀的环境下工作会引起疏水阀内部零件腐蚀，根据腐蚀程度不同泄漏的程度也不同，因此要科学地开展计划性的维护工作，及时更换疏水阀。

2.2 疏水阀不疏水故障及分析

疏水阀不疏水（堵塞）故障会使凝结水滞留，导致蒸汽输送管线的蒸汽品质下降，水击频次增加，或使蒸汽设备凝结水排放点的用汽设备丧失功能。疏水阀不疏水主要有以下几种原因：

1）选型错误。检查系统最大工作压差是否高于疏水阀的最大允许压差，若压差过大浮球式疏水阀则无法开启，应及时更换疏水阀。

2）杂质堵塞导致主阀无法开启。可以通过检查过滤器和疏水阀，清洗疏水阀，清除杂质，做好计划性的维护工作。

3）浮球破裂导致主阀无法开启。一般情况管路内发生水锤现象，导致浮球破裂，要排除水锤现象并更换浮球。

4）背压过大。检查疏水阀是否存在高背压，若存在则建议使用自动疏水阀泵。

2.3 加热设备加热速度慢故障及分析

加热设备加热速度慢会造成企业浪费能源无法准时化生产，严重制约企业生产效率。加热设备加热速度慢主要有以下几种原因：

1）疏水阀选型过小。选型过小会造成蒸汽系统产生的冷凝水不能够及时排出，导致设备积水使用蒸汽设备稳定性下降，同时也影响蒸汽的使用效率。发生此类故障要检查差压及排量，考虑安全系数并正确选型。

2）选型错误。检查系统的最大工作压差是否高于疏水阀的最大允许压差，如不符合要求，应该地及时更换疏水阀。

3）蒸汽汽锁。当管路过长时，上游管路内部滞留冷凝水使系统产生蒸汽汽锁，应该更换成带有破蒸汽汽锁的疏水阀。

3 结语

通过本文介绍可帮助设备管理人员、维修人员快速排除FT14浮球式疏水阀的故障，有利于提升制丝蒸汽使用设备的运行效率，同时应该建立疏水阀维保档案以便实施科学、系统、高效的设备管理，并且企业建立疏水阀的经验库和病例库，进而助推烟草行业高质量发展。