群组疏水惹得祸!
十多年前,一家国内知名设计院打来电话请我们帮其为一家煤矿解决冬季暖气片冻裂问题。经了解,这家煤矿井下作业面冬季以蒸汽供暖,每年冬季有大量的暖气片被冻坏,在其库房看到一堆拆下来的已损毁的暖气片。设计院帮他们多次改造,疏水阀也一次次更换和变大,然而问题久未解决。
实地考察发现,这是一个典型的群组疏水问题。几十组暖气片出口汇总后共用一台疏水阀,尽管疏水阀口径换得越来越大(在现场看到一台疏水阀有靠背椅子那么高!),但远离疏水阀的暖气片在冬季依然被冻坏。我们提供的方案解决了群组疏水问题,消除了这家煤矿多年的痼疾!
类似的问题经常碰到:一家民营轮胎厂的一排硫化机因群组疏水而影响部分硫化机正常生产,因此平时硫化机凝结水通过旁通直排,造成能源浪费;一些化工厂几套空气加热器共用一套罐式液位控制疏水系统疏水;一些造纸厂多台烘缸的出口共同接入一个液位控制凝水罐;…… 广大蒸汽用户中,群组疏水问题不胜枚举。
什么是群组疏水及其产生问题?
当两台或两台以上的设备共用一个疏水阀进行疏水时,我们称其为群组疏水,也叫组合疏水。
如上图所示,空气加热器由四个加热段组成。初段预热部分、中间加热部分和末端加热部分的负载差距较大,冷凝水量也有不同。在初段部分,冷空气温度较低,因此负载最高,蒸汽压降也较大。而末端负载最小,蒸汽压降往往也最小。这样,从初段加热段到末端加热段,出口压力逐渐提高。这种压力不平衡会导致凝结水在盘管内聚集到一定高度,依靠水的压头来辅助排水。因此,这时设备内部积水。
在上图中,如果每个加热段的入口蒸汽压力不同,问题会更严重。
总之,由于每台设备的入口蒸汽压力、内部压力降以及换热状况都各有不同,所以每台设备的出口压力会各不相同, 各部分产生的冷凝水量也不一样,这样就会出现入口蒸汽压力高、换热效率高或者是距疏水阀近的设备疏水畅通,而其它设备不同程度地出现内部积水现象。
群组疏水引起的后果
温度控制波动大;
加热温度不均匀,出现温度分层现象;
发生水锤;
设备、管道和阀门等腐蚀加剧;
冬季设备冻裂;
设备、阀门和管件寿命缩短。
解决办法
解决群组疏水的最佳办法,就是对每个用汽设备单独疏水。
如果受空间所限,无法做到各设备单独疏水,就一定要做到在供汽和疏水方面的平衡布局。比如,当一根总蒸汽管为四台设备供汽、共用一个疏水阀为四台设备疏水时,要把总蒸汽进汽管布置于四台设备中间。疏水阀设置于第二台和第三台设备出口中间。
另外,建议在疏水阀前设置一个足够大的积水管,起均压作用,平衡压力,使冷凝水能顺利排出管道。只有当排水管直径够大,能够容纳冷凝水和蒸汽同时进入管道,集水管才能发挥作用。
除了单独疏水,其它办法顶多只是缓减之策,不能根除群组疏水产生的后果。