蒸汽输送系统的检测与节能建议

李俊杰

佛山市质量和标准化研究院

关键词：蒸汽输送系统；疏水阀；疏水阀检测；热动力式疏水阀

0研究背景及意义

在工业生产中，蒸汽作为主要的工艺气体被广泛应用。蒸汽输送系统作为生产系统的重要组成部分，对于整个生产系统起到了至关重要的作用。蒸汽输送系统主要包括：蒸汽管道、阀门及其保温层和蒸汽疏水阀。

蒸汽管道和阀门由于缺少保养，常会出现泄漏现象；管道阀门及法兰盘的保温层破损或没有保温层，此等情况均会导致大量热力损失。而蒸汽疏水阀作为蒸汽管道中不可缺少的装置，对于蒸汽系统的正常运行，用汽设备热效率的提高及能源的合理利用等方面也具有至关重要的作用。

1当前蒸汽疏水阀使用工况概述

在实际生产中，蒸汽疏水阀故障不及浪费能源、影响生产，严重时还会危及人身安全，所以及时检测出发生故障的疏水阀是安全生产的重要一环。而且，在整个蒸汽输送系统中，蒸汽疏水阀的故障率和耗费能源方面占比也较高。

当前工业生产中，蒸汽疏水阀泄露已成普遍现象，形势不容乐观。据统计，漏汽率<3%的疏水阀占总数10%，漏汽率>5%的疏水阀占总数60%，漏汽率>10%（跑汽状态）的疏水阀占总数30%。疏水阀泄漏的主要原因包括以下几点：①正常磨损造成的器件损耗；②锅炉携带产生水垢，堵塞疏水阀；③过滤器没有很好维护，起不了过滤作用；④酸性冷凝水引起的器件腐蚀；⑤水锤；⑥不正确的口径选型和型号选择；⑦没有足够的维护。（1）如果疏水阀泄漏或无法关闭，将会造成各种不良后果：①通过设备的蒸汽流速过快，对设备造成损害；②蒸汽进入冷凝水管道，冷凝水管被加压，造成其它疏水阀的背压过高，影响正常疏水阀的工作；③无法维持恒定的压力和温度，无法满足工艺要求。（2）如果疏水阀无法打开，将会造成：积水、温度控制不稳定、产品出现废品、减少热量输出、损坏设备、水锤(蒸汽主管带水)等后果。蒸汽疏水阀泄露所造成的浪费也是相当巨大的，例如：一个7.5mm的小孔，在6bar压力下泄漏蒸汽，每小时会泄漏蒸汽110kg，如果按照每年工作8400h来计算，将会浪费70000升/年的重油或者110吨/年的煤。

2蒸汽输送系统的检测方法

2.1蒸汽管道、阀门及其保温层的检测

蒸汽管道、阀门及其保温层的检测一般是通过利用红外线热像仪等仪器来实现。红外热像仪是一门使用光电设备来检测和测量辐射并在辐射与表面温度之间建立相互联系的科学。工作原理是使用光电设备来检测和测量辐射，并在辐射与表面温度之间建立相互联系。所有高于绝对零度（-273℃）的物体都会发出红外辐射。红外热像仪利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。通俗地讲红外热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。通过查看热图像，可以观察到被测目标的整体温度分布状况，研究目标的发热情况，从而进行下一步工作的判断。利用红外线热像仪对蒸汽管道及保温层进行检测，从热图像中可发现跑冒滴漏或保温层破损等明显高温的区域，从而可对这些区域采取修复工作。

2.2蒸汽疏水阀的检测

（1）通过目视观察检测。虽然目视观察的距离有限，但它依然是检测疏水阀是否正常工作重要得第一步。比如，冷凝水排放量变少或疏水阀出口端产生大量的蒸汽泄漏，表明此疏水阀需要维修。当然，目视评估仅适用于开放式系统。当使用闭式冷凝水回收系统中时，管道会妨碍目视检测。

（2）通过测试温度判断。检测蒸汽疏水阀是否故障可以检测疏水阀入口端冷凝水的温度，该温度应该接近饱和蒸汽温度。

（3）对蒸汽疏水阀实现更精确快速的检测，可通过利用疏水阀检测仪来实现。超声波是振动频率大于20kHz的一种声波，超出了人耳听觉的上限（20000Hz）。蒸汽疏水阀发生泄漏时产生的超声波振动频率大约为26～35kHz之间，这样的声波振动频率无法被人耳发觉，所以维修人员难以发现疏水阀是否发生泄漏。疏水阀检测仪可以检测蒸汽疏水阀发生泄漏时产生的超声波振动频率，并显示相应状态下的振动阀值，根据振动阀值的大小便可以怕判断出启动及运作中的疏水阀的状况。按照振动阀值的大小，疏水阀泄漏程度一般可以分为：轻微、中等、严重、最严重（空打）。最后通过仪器软件可计算出各种泄漏情况下的蒸汽泄漏量和费用，为企业后续维修保养提供可量化的依据。

（4）除了疏水阀本身，检测它的周边设备也是非常重要的。包括手动阀，旁通阀，止回阀和用气设备的工作状况。有规律的优化蒸汽系统能有效的提高工艺生产效率，并且节省能源。

3蒸汽输送系统的节能建议

（1）蒸汽管道存在泄漏现象的，应尽快更换泄漏管段；蒸汽管道保温层损坏或没有保温层的，应装上合符规格的保温层，以减少能源浪费；

（2）对未实施保温的蒸汽疏水阀和手动阀应实施保温措施，旁通阀有泄漏现象的，应立即更换或维修，以实现节能减排；

（3）淘汰使用热动力式疏水阀等落后设备。热动力式疏水阀属于2011年国家能源局公布实施的"淘汰落后生产能力，工艺和产品目录（第二批）"中的高能耗产品。热动力疏水阀在作动时会有蒸汽喷漏，能源损耗严重。工业企业中现存使用了数量众多的热动力式疏水阀，今后，企业应改用节能型的机械型疏水阀，例如浮球式疏水阀或水气分离器，以及加强检测频率，持续提升疏水阀的良好率；

（4）严格生产管理，厂方应对车间生产人员以及维修人员进行持续的教育，并且定期巡查，检查疏水阀旁路是否关闭，以减少能源消耗和加强设备的运作效益。

蒸汽输送系统的能源浪费问题一直以来都是困绕企业设备维护和节能减排的难题。运用先进有效的检测方法做好蒸汽输送系统的维护检测，及时发现问题、处理问题，将能有效提升蒸汽输送系统的热效率和设备良好率，也对企业节能减排工作起到积极的作用。

参考文献

【1】张纯晖一种检测蒸汽疏水阀故障的方法及检测装置[J].科技资讯，2015,727

【2】杨立、杨桢．红外热成像测温原理与技术科学出版社2012