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疏水阀组组配形式探讨

【农业经济管理学论文】摘 要:本文重点就近年来石油炼化装置中常见的在凝结水回收工况下蒸汽疏水阀组的三种组配形式进行了讨论,探讨了这三种疏水阀组组配形式各自不同的功用及优缺点。 关键词:蒸汽系统 凝结水系统 疏水阀 清洁度 排污 阻塞 0 前言 石油炼

摘 要:本文重点就近年来石油炼化装置中常见的在凝结水回收工况下蒸汽疏水阀组的三种组配形式进行了讨论,探讨了这三种疏水阀组组配形式各自不同的功用及优缺点。

关键词:蒸汽系统 凝结水系统 疏水阀 清洁度 排污 阻塞
0 前言
石油炼化装置中,蒸汽系统是一种重要的辅助生产系统。蒸汽的来源主要是装置余热自产蒸汽和装置外锅炉产蒸汽,自产蒸汽主要是通过装置内余热回收设备--蒸汽发生器产出,产出的饱和蒸汽经过热后,与厂内系统管网中相应压力等级的蒸汽管网相连,统一进行输配。蒸汽用途很多,主要有:加热、干燥、汽提、伴热、消防、吹扫等等。所以维持蒸汽系统的稳定运行对整个装置的正常生产具有十分重要的意义。
1 疏水阀的作用
蒸汽输配系统由三个主要部分组成,它们分别是蒸汽发生器、蒸汽主管和支管。其中每一个组成部分,都用于满足系统的一个要求,并与蒸汽汽水分离器、蒸汽疏水阀一起组成了一个完整、有效的蒸汽输配系统。蒸汽加热设备的凝结水,蒸汽管道(包括蒸汽伴热管)中的凝结水,不论回收或排放均应设置疏水阀,其目的就是为了使蒸汽系统保持单一气相、无凝结水,避免蒸气管道产生汽阻、水击,保障系统正常运行。疏水阀组的组配是否合适,对疏水阀的正常工作和设备的生产效率都有直接影响。 只有正确的组配安装才能保证疏水阀和设备达到最佳工作效率;如果组配不当,则会影响疏水阀的使用寿命,引发疏水不畅、水击等现象的发生,轻微时管道发生振动,严重时则会导致管道破裂。另外,对于热静力型疏水阀,其启闭元件波纹管元件或双金属片可能由于水击而损坏,使疏水阀闭死,丧失疏水功能。
2 疏水阀的主要类型
疏水阀按其动作原理主要分为三类:热动力型疏水阀、热静力型疏水阀、机械型疏水阀。
热动力型疏水阀,是根据蒸汽和凝结水的运动速度的不同,完成动作启闭;热静力型疏水阀,是根据蒸汽和凝结水的温度的不同,完成动作启闭;机械型疏水阀,是根据蒸汽和凝结水的密度的不同,完成动作启闭。
疏水阀按其排水方式分类又可分为间歇式排水和连续式排水。常见的疏水阀中,仅有机械型自由浮球式疏水阀的排水方式为连续疏水。
3 疏水阀组的组配
疏水阀组的组配应当根据凝结水是否回收而采取不同的组配方式。疏水阀后凝结水通常有两种处理方式:1)、回收进入回收系统2)、凝结水不回收或单独排至无背压设备。本文将重点讨论凝结水回收工况下的疏水阀组的组配形式。
3.1凝结水回收时疏水阀组的组配
在装置的正常生产运行期间,疏水阀较常见的一种故障就是:疏水阀被污物阻塞,使疏水阀丧失疏水功能。此时,则需切断后进行清污或者换装疏水阀。降低了疏水阀的工作效率。所以,要保证疏水阀具有一个良好的工作状态,首先必须保证疏水阀前管路的清洁度。早期的疏水阀由于自身不具备过滤功能,所以在对其进行阀组组配时,其前还应当加设一过滤器,以防疏水阀阻塞。
凝结水回收时疏水阀组的组配有两种较常见的形式。如下图所示:
采用A型的组配方式,其目的是:更换疏水阀时,将前后两道切断阀(闸阀)切断,通过前后两道放凝阀(闸阀),排凝泄压,以便于疏水阀的换装与维修;d阀同时还兼有检查阀的作用,用以检查疏水阀c是否正常疏水。但是采用该型组配方式在对疏水阀前管路进行在线吹扫时,会将管路中的杂物直接扫入疏水阀中,造成疏水阀阻塞。
采用B型的组配方式,其目的是:开启a阀(闸阀)进行冲洗排气操作,用带压蒸汽吹扫疏水阀阀前管路,可以定期在线清除管路中的污物、杂质,降低疏水阀受管道杂物堵塞的机率,延长疏水阀的使用周期,提高其工作效率。故a阀按其功用分类也可叫作冲洗阀或排气阀;通过a阀进行冲洗排气操作时,必须将b阀动作关闭,防止污物、杂质等冲入疏水阀;d阀起到检查阀的作用,定期检查疏水阀是否正常疏水。在进行疏水阀换装操作时,将前后两道切断阀切断,开启d阀,进行停工放空操作,以便于疏水阀的换装与维修。
通过比较,我们不难判断出B型的组配形式,可以使疏水阀组具有更好的功用,提高了疏水阀的使用效率。但我们也不难发现采用B型的组配形式在进行冲洗排气操作时,在其f管段处仍旧比较容易聚集污物、杂质。此处聚集的污物、杂质会随着b阀(前切断阀)的动作开启,最终被带进疏水阀组的过滤介质中,形成滤饼,进而造成阻塞。
那么能不能有一种既不增加投资,又能更进一步改善疏水阀的工作效率的组配形式呢?我们讨论下面疏水阀组的组配形式C,详见下图:
该组配形式同B型的最大区别在于:a阀(冲洗阀)同后续阀组之间采用了非同轴布设。正是由于采用了这种非同轴布设的组配形式,当a阀在动作开启进行冲洗排气操作时,避免了疏水阀前的污物、杂质被直接冲积于f管段,清污效果更好,进一步降低了疏水阀受管道污物堵塞的机率,延长了疏水阀的清污周期,再次提升了疏水阀的工作效率。同时采用这种配管方式,更加充分地利用了管道的自然补偿能力,增加了管道的柔性,有利于管道的长周期安全运行。目前这种组配方式已经被山东三维石化工程有限公司广泛采用,并在中国石油广西石化分公司硫磺回收装置中得以具体实施。
其实,疏水阀组的非同轴布设还有许多其他实例,如下图D、E型的组配方式,也是基于非同轴布设设计理念的疏水阀组,其功用、效果同C型的组配方式相同。多样的非同轴布设,丰富了管路的布置设计,使在不同安装条件下的非同轴布设,更加易于实现。
另外,疏水阀组不宜设置跨接副线,因为副线阀一旦发生内漏,则蒸汽系统和凝结水系统会直接相通,导致凝结水系统背压过高,扰乱系统的正常运行。同时由于温差可能导致冷凝水二次汽化,从而产生噪音、蒸汽锤等不利影响。更换疏水阀时所造成的短时疏水间断,在工艺上一般是被允许的。如果是连续生产不能中断排除凝结水以及特殊重要的(或蒸汽量很多的)加热设备或对温度有严格要求者、可设置旁通管。旁通管应安装在疏水阀的上方或水平方向。 一般加热设备、蒸汽管道、伴热管道不应设置旁通管。设置旁通管时宜采用双阀设置,避免内漏!
3.2 凝结水不回收时疏水阀组的组配
凝结水不回收或单独排至无背压设备时,疏水阀组的组配形式相对简单。疏水阀前的组配形式同凝结水回收时疏水阀前的组配形式完全相同,只是在疏水阀后的组配不同,其后可不设检查阀和切断阀。
应当注意的是当疏水阀出口管插入水箱液面以下时,应在弯头下方开ф8mm小孔,详见F图:
4 施工中应注意的问题
目前,炼化装置中使用较多的是双金属式疏水阀,它是一种热静力式疏水阀,对于热静力式疏水阀前需要有一米至二米不保温的过冷管段,以保证疏水阀能够迅速、准确的动作启闭,其它形式疏水阀则应尽量靠近设备。
由于疏水阀及疏水阀前的管路具有较高的清洁度要求,所以在预装疏水阀时一定不要加设正式垫片,待管路完成试压、吹扫后,再加装正式垫片,以免造成浪费。同时在安装期间,一定要采取措施防止污物进入疏水阀本体,影响其正常功用。
另外,疏水阀在安装完成后,需要注意阀体上箭头方向与管路介质流动方向保持一致。
最后,施工时一定要注意疏水阀组的组配形式,以免错配。
5 结束语
疏水阀在整个蒸汽系统中被认为是个“小配件”,但对系统工作和经济运行影响很大,其工作作用虽然简单,但在实际运行中有许多因素会影响蒸汽疏水阀的工作效果,如选型、安装、使用等。一个选型和安装都正确的疏水阀才能够维持一个可靠、高效的工作状态。只有使疏水阀经常处于良好的工作状态之下,才能保证整个蒸汽系统的良好运行!
参考文献
40B219-1998石油化工装置蒸汽疏水和疏水阀选用及配管设计技术规定
石油化工工艺管道设计与安装 中国石化出版社

 
 
 
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