蒸汽疏水阀泄漏的节能分析

2013-01-12刘海龙森佩富莱特种橡胶上海有限公司

节能与环保 2013年9期

文刘海龙森佩富莱特种橡胶（上海）有限公司

工厂的耗能种类繁多，除了冷、热、电、水还有各种工业气体。各种设备使用规律各不相同，且运行时间长，有的设备每日24小时、全年365天都运行，有的设备则需要定时运行，每个领域都有节能潜力可挖。本文着重阐述蒸汽系统的防止泄漏所产生的节能潜力。

1 现状分析

蒸汽作为热量的中间传递介质，将燃料的热量传递给热量需求点。蒸汽系统的使用情况直接决定了能耗的大小。蒸汽系统中经常可以看到疏水阀的“跑、冒、滴、漏”现象，大家普遍没有重视这个问题。疏水阀的口径虽小，但是由于蒸汽的压力相对较高，蒸汽的泄漏量是相当可观的。同时，其投资成本就是更换疏水阀的成本，相对于其它的节能改造工程，其投资较少，投资回报率较短，工程的施工难度最小。

2 节能分析计算

2.1 理论计算

要准确计算出一个疏水阀的蒸汽泄漏量比较困难，这涉及到蒸汽的压力、阀门的口径、使用时间等众多因素，根据国际上普遍采用的BS1042，ISO5167 和ASME MFC-3M 相关标准中计算流体通过小孔的流量公式，为：

其中：

m：蒸汽的质量流量（kg/h）；

d：小孔直径（mm）；

ΔP：通过小孔的压降（mm 水柱）；

D：管道内径（mm）；

Vg：蒸汽在给定压力下的比容（m3/kg）。

不同口径的疏水阀的小孔直径d可以参考表1。

图1给出了不同压力下，不同孔径的疏水阀的蒸汽泄漏量，可以快速的查处大致的蒸汽泄漏量。

表1

图1

根据以上信息计算，得到的理论泄漏量需要取一定的折算系数，其原因为：

（1）疏水阀泄漏时不会全开；

（2）阀座的几何形状影响流动，管道杂质会造成排水孔部分堵塞；

（3）冷凝水排放时会产生闪蒸蒸汽，闪蒸蒸汽会产生阻力减少通过小孔的流量；

（4）设备前的控制阀产生的节流会降低蒸汽/冷凝水压力。

同时，对疏水阀的泄漏程度进行了分级，根据不同程度的泄漏，所取的折算系数不同，具体如下：

（1）当疏水阀的泄漏程度为“大漏”时，取折算系数33%；

（2）当疏水阀的泄漏程度为“直通”时，取折算系数40%；

（3）当疏水阀的泄漏程度为“小漏”时，取折算系数16.5%；

（4）当疏水阀的泄漏程度为“微漏”时，取折算系数3.3%；

（5）当热动力疏水阀的状态为“动作过频”时，上述折算过的计算结果再取50%；

（6）当泄漏的疏水阀后端为“排放大气时”，上述折算过的计算结果再取折算系数50%。

以一个DN20浮球疏水阀为例，计算得出：6barg下的泄漏量为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）；月蒸汽泄漏损失为400元/月（蒸汽费200元/t）；年月蒸汽泄漏损失为4800元/a。

由此可以看出，疏水阀的泄漏量是相当可观的，更换疏水阀的改造费用相对较小，投资回收期基本在6个月以内。

2.2 实际案例

我公司蒸汽主要应用于橡胶生产过程中硫化工艺，少部分用于生活热水和冬天的空调采暖。饱和蒸汽来源于工业园区里的热力公司，经过减压之后的压力不低于16barg。从蒸汽减压站到厂房内的蒸汽使用点的距离大约近300m。

在2012年之前，本工厂没有关注疏水阀的泄漏耗能问题，每月的蒸汽耗量约530t，后来我们和斯派莎克的工程师一起对所有的疏水阀进行调研，检测出了泄漏的疏水阀，并安装更换了斯派莎克公司生产的热动力和浮球式疏水阀。此后，只要每月的蒸汽耗量高于500t，我们对疏水阀进行调研检测，每年可以节约140000元。