眾所周知，造紙行業(yè)是蒸汽耗能大戶(hù)，故節(jié)能降耗與企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益密切相關(guān)。杭州西湖閥門(mén)廠(chǎng)在長(zhǎng)期實(shí)踐中，對(duì)紙機(jī)干燥部的節(jié)能技術(shù)已積累了豐富的成功經(jīng)驗(yàn)，可以為此作出貢獻(xiàn)。
造紙機(jī)干燥部的特點(diǎn)是：
1、蒸汽消耗量大，達(dá)103～104kg/h，甚至更大，因此，設(shè)備中所生成的凝結(jié)水量也大。
2、為保證抄造紙質(zhì)量，工藝上要求各烘缸有一定的溫度分布曲線(xiàn)。
造紙機(jī)蒸汽節(jié)能與“李氏”牌疏水閥的關(guān)系
造紙機(jī)干燥部是進(jìn)行快速熱交換的用汽設(shè)備。為確保蒸汽的汽化熱得到充分利用，設(shè)備在運(yùn)行中必須做到：第一，不能漏掉蒸汽。第二，要及時(shí)排除烘缸中因熱交換而生成的蒸汽凝結(jié)水。蒸汽疏水閥是起自動(dòng)阻汽排水功能的特殊閥門(mén)，所以它的性能優(yōu)劣是蒸汽節(jié)能的關(guān)鍵。但疏水閥發(fā)展至今，雖幾經(jīng)換代，品種繁多，然而長(zhǎng)期來(lái)總受種種問(wèn)題困憂(yōu)，不能盡如人意。為此，我國(guó)疏水閥專(zhuān)家李嘉貴先生傾注畢生心血，在長(zhǎng)期實(shí)踐中總結(jié)研究了以往各型疏水閥的優(yōu)缺點(diǎn)，在技術(shù)上進(jìn)行創(chuàng)新突破，經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，首創(chuàng)我國(guó)環(huán)保型節(jié)能專(zhuān)利精品
“李氏”牌新型自由半浮球式蒸汽疏水閥，經(jīng)國(guó)家測(cè)試性能優(yōu)異，在主要節(jié)能指標(biāo)上達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平，多次獲國(guó)際、國(guó)內(nèi)大獎(jiǎng)�！袄钍稀遍y的動(dòng)作原理是依據(jù)阿基米德原理及伯努利方程�！袄钍稀笔杷y的性能特點(diǎn)是：
1、進(jìn)行汽水分離，且在水封狀態(tài)下工作。使蒸汽泄漏率特別低（<0.2％），大大低于其他疏水閥。并且由于精心加工，更使其無(wú)負(fù)荷漏汽率接近零，該指標(biāo)明顯優(yōu)于國(guó)際先進(jìn)水平。
2、“李氏”閥的過(guò)冷度小于3℃，保證了其排水充分及時(shí)。
3、作為閥瓣的“半浮球”動(dòng)作時(shí)，兼作上下與自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使其密封點(diǎn)隨機(jī)分布，且密封口呈相互磨合狀態(tài)，使密封既嚴(yán)密又磨損小，確保了閥的長(zhǎng)壽命。
4、該閥最高背壓率大于85％，有利于凝結(jié)水無(wú)泵背壓回收工程之實(shí)施。
5、半球浮子呈倒置式開(kāi)口狀，故耐“水擊”。
6、“李氏”閥的國(guó)家專(zhuān)利技術(shù)，徹底解決了運(yùn)行中的不凝氣體排除問(wèn)題，所以絕無(wú)“氣堵”，保證其工作穩(wěn)定可靠。
此外，“李氏”牌疏水閥系列的工作范圍幾乎覆蓋了實(shí)際可能遇到的各類(lèi)疏水問(wèn)題，包括工作壓力，排水量等。所以，自從產(chǎn)品問(wèn)世以來(lái)，深受廣大用戶(hù)歡迎，在全國(guó)各行業(yè)中廣泛應(yīng)用，均收到顯著的節(jié)能、節(jié)水和環(huán)保效益。
由于“李氏”牌疏水閥漏汽率特別低（<0.2％），過(guò)冷度�。�<3℃），所以排水快，且工作穩(wěn)定可靠，使用壽命長(zhǎng)，非常適合于紙機(jī)烘缸疏水系統(tǒng)。因此，可以說(shuō)“李氏”閥的開(kāi)發(fā)應(yīng)用使造紙機(jī)的節(jié)能技術(shù)提高到一個(gè)新水平。
“李氏”牌新型自由半浮球式蒸汽疏水閥簡(jiǎn)介
由前面介紹的情況知：疏水閥雖幾經(jīng)換代，品種繁多，但實(shí)際使用中一直受一些問(wèn)題困憂(yōu)而不能盡如人意。所以，人們迫切希望有一種高效節(jié)能，維護(hù)方便，使用壽命長(zhǎng)的理想疏水閥問(wèn)世。八十年代初，日本TLV公司推出了FUO式蒸汽疏水閥，立即引起人們的注意。我國(guó)疏水閥專(zhuān)家李嘉貴先生于1982年就敏銳地注意到日本的這一科技新品信息。在一無(wú)資料，二無(wú)樣品的情況下，全力投入了這方面研究，既吸取UFO的巧妙構(gòu)思，又博采自由浮球式和鐘形浮子式的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)不斷實(shí)踐，經(jīng)歷上千次試驗(yàn)，在技術(shù)上進(jìn)行創(chuàng)新與發(fā)展并優(yōu)化設(shè)計(jì)，終于首創(chuàng)我國(guó)環(huán)保型節(jié)能專(zhuān)利精品－－“李氏”牌新型自由半浮球式蒸汽疏水閥。經(jīng)國(guó)家機(jī)電部疏水閥質(zhì)量監(jiān)督測(cè)試中心檢測(cè)，全部性能指標(biāo)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB12251－89和ZBJ16007－90標(biāo)準(zhǔn)）。其中主要節(jié)能指標(biāo)（如無(wú)負(fù)荷漏汽率、最高背壓率等）優(yōu)于國(guó)際先進(jìn)水平。并榮獲包括首屆“中國(guó)專(zhuān)利新技術(shù)新產(chǎn)品博覽會(huì)金獎(jiǎng)”、“第五屆亞太地區(qū)國(guó)際貿(mào)易博覽會(huì)金獎(jiǎng)”等在內(nèi)的多項(xiàng)國(guó)際、國(guó)內(nèi)大獎(jiǎng)。被列入“中國(guó)最新高精專(zhuān)利技術(shù)二千項(xiàng)”之一。入選《今日中國(guó)名優(yōu)新特產(chǎn)品精選》等等。產(chǎn)品一推出，深受廣大用戶(hù)的青睬。十幾年來(lái)已在全國(guó)各行業(yè)迅速推廣應(yīng)用，為企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
“李氏”閥的工作原理是依據(jù)阿基米德原理及伯努利方程。
其結(jié)構(gòu)如圖10所示
圖10排水狀態(tài)
1－閥蓋； 2－閥體； 3－過(guò)濾網(wǎng)； 4－UFO； 5－排水噴嘴；
6－發(fā)射導(dǎo)管； 7－發(fā)射臺(tái)； 8－過(guò)濾網(wǎng)堵；
疏水閥啟動(dòng)前，半浮球（UFO）沉在發(fā)射臺(tái)（7）上，當(dāng)凝結(jié)水在進(jìn)出口壓差作用下經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)（3）、發(fā)射導(dǎo)管（6）上部小孔流入閥腔，最后從排水噴嘴（5）排出（見(jiàn)圖10所示的排水狀態(tài)）。當(dāng)蒸汽進(jìn)入后，UFO內(nèi)的凝結(jié)水逐漸被擠出，使其所受浮力漸增，直至UFO脫離發(fā)射臺(tái)（7）。這時(shí)由于發(fā)射導(dǎo)管靠近頂端4個(gè)對(duì)稱(chēng)小孔噴出的蒸汽，對(duì)UFO內(nèi)壁的沖量不對(duì)稱(chēng)，又由于UFO外壁和腔體距離不對(duì)稱(chēng)，以致形成UFO橫向旋轉(zhuǎn)的力矩，使UFO在閥腔內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)具有立體空間的三個(gè)自由度，即似飛碟（UFO）那樣兼作上下浮沉和水平旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)UFO 內(nèi)不凝性氣體由“UFO”外流體運(yùn)動(dòng)引起的壓差，形成瀉流現(xiàn)象，不凝性氣體經(jīng)排氣小孔隨著凝結(jié)水一起迅速排出閥腔外，故該閥絕不會(huì)產(chǎn)生“氣堵”。當(dāng)UFO上升至與排水噴嘴吻合而關(guān)閉噴嘴，使其處于圖11所示的阻汽狀態(tài)。
圖11阻汽狀態(tài)
當(dāng)凝結(jié)水再次進(jìn)入U(xiǎn)FO時(shí)，使其所受浮力漸減，以致UFO依靠重力對(duì)排水噴嘴形成一個(gè)啟動(dòng)力矩。當(dāng)UFO內(nèi)蒸汽壓力的力矩小于這一啟動(dòng)力矩時(shí)，“UFO”就脫離噴嘴下沉。這時(shí)UFO又回到圖10的排水狀態(tài)。如此往復(fù)循環(huán)，達(dá)到自動(dòng)阻汽排水的目的。
“李氏”牌疏水閥的性能特點(diǎn)是：
�。�1） 進(jìn)行汽水分離，且在水封狀態(tài)下工作，使蒸汽泄漏率特別低（<0.2％）大大低于其他疏水閥。并且由于精心加工，更使其無(wú)負(fù)荷漏汽率接近于零。該指標(biāo)明顯憂(yōu)于國(guó)際先進(jìn)水平。
�。�2） 過(guò)冷度�。é<3℃），保證了其排水充分及時(shí)。
（3） 作為閥瓣的半浮球（UFO）動(dòng)作中，兼作上下與自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使其密封點(diǎn)隨機(jī)分布，且密封口呈相互磨合狀態(tài)，使密封既嚴(yán)密又磨損小，確保了閥的長(zhǎng)壽命。
�。�4） 該閥最高背壓率大于85％，有利于凝結(jié)水無(wú)泵背壓回收工程之實(shí)施。
�。�5） 半球浮子（UFO）呈倒置式開(kāi)口狀，故耐“水擊”。
�。�6） “李氏”閥特有的國(guó)家專(zhuān)利技術(shù)，徹底解決了該閥運(yùn)行時(shí)的空氣排除問(wèn)題，所以絕無(wú)“氣堵”，保證了閥工作的穩(wěn)定可靠。
�。�7） “李氏”閥的內(nèi)構(gòu)件都是不銹鋼件，強(qiáng)度高，耐汽蝕。
�。�8） 閥腔腔形的特殊設(shè)計(jì)，使“李氏”閥具有體積小排量大的優(yōu)點(diǎn)，與日本同類(lèi)產(chǎn)品比較，相同排量下體積幾手縮小了一半。
�。�9） “李氏”閥最低工作壓力達(dá)0.016MPa，創(chuàng)下了超低壓大排量疏水閥之最。
“李氏”牌疏水閥的優(yōu)異性能來(lái)源于技術(shù)上的精益求精，更來(lái)自于其科學(xué)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)合理。它只有一個(gè)活動(dòng)件一半浮球（UFO），其類(lèi)似于飛碟式的運(yùn)動(dòng)自如確保了該閥工作靈敏可靠�！癠FO”既是浮子，兼作閥瓣，又具有開(kāi)閉閥門(mén)的杠桿增力作用，真可謂一身三職。半浮球在UFO式運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，球面上任一點(diǎn)都可能與閥座噴嘴吻合，因而充分分散了機(jī)械撞擊和磨損，加上其材質(zhì)都是高強(qiáng)度耐腐蝕的不銹鋼，保證了它具有其他疏水閥難以達(dá)到的長(zhǎng)壽命�！袄钍稀遍y開(kāi)口的半球浮子是自由的和排水口在閥上方的設(shè)置，既無(wú)鐘形浮子式杠桿結(jié)構(gòu)因汽蝕失效之慮，也無(wú)自由浮球式因排水口積垢影響排水和空心全浮球結(jié)構(gòu)怕汽蝕、不耐“水擊”之慮。因而“李氏”閥是一個(gè)高科技產(chǎn)品，正是由于它的理想完美的設(shè)計(jì)和精堪制作工藝，保證了它具有前所未有的高性能高品質(zhì)。
“李氏”牌疏水閥的選用
要依照用汽設(shè)備的工況來(lái)決定“李氏”閥的正確選用。
（1）工作壓差。即疏水閥進(jìn)出口的壓力差值。若壓力波動(dòng)時(shí)，壓差應(yīng)取最大值。疏水閥進(jìn)口壓力應(yīng)依據(jù)用汽設(shè)備的最大正常工作壓力計(jì)算。
�。�2）用汽設(shè)備每小時(shí)凝結(jié)水生成量。由它來(lái)決定所選用的疏水閥排量。凝結(jié)水生成量，是與用汽設(shè)備熱交換熱量相對(duì)應(yīng)的。若缺乏有關(guān)資料，則可結(jié)合用汽設(shè)備實(shí)際情況，對(duì)其凝結(jié)水生成量進(jìn)行估計(jì)，或?qū)崪y(cè)。
疏水閥的最大排量＝備用系數(shù)×用汽設(shè)備的凝結(jié)水量。
一般備用系數(shù)取2～4。
�。�3）用汽設(shè)備凝結(jié)水出口的通徑大小及形式（通徑DN大小以mm為單位，接口形式有螺紋和法蘭兩種）。
總之，要依據(jù)上述三方面對(duì)照本廠(chǎng)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)（或樣本），在產(chǎn)品系列中選用合適的規(guī)格。
目前，“李氏”牌疏水閥系列的工作范圍幾乎覆蓋了實(shí)際可能遇到各類(lèi)疏水問(wèn)題。工作壓力有中壓（0～2.5MPa）、低壓（0～1.6MPa），排水量有如小型硫化機(jī)（10～30kg/h）一直到如大型化工中干燥反應(yīng)釜、啤酒生產(chǎn)的煮沸鍋（8～20t/h）等。閥體材質(zhì)有鑄鐵、鑄鋼、不銹鋼等適合普通和特種用途。接口連接有國(guó)標(biāo)、機(jī)標(biāo)、石化標(biāo)準(zhǔn)JIS、DIN標(biāo)準(zhǔn)等。
三段供汽疏水系統(tǒng)和應(yīng)用“李氏”閥單段供汽疏水系統(tǒng)的比較過(guò)去有些單位在紙機(jī)干燥部采用昂貴復(fù)雜的三段供汽疏水系統(tǒng)，而不愿用投資很省操作方便的單段供汽疏水系統(tǒng)。究其原因不外是：
1、抄紙過(guò)程中，為保證抄造紙質(zhì)量，要求烘缸表面溫度達(dá)到工藝設(shè)計(jì)的溫度曲線(xiàn)分布。而以往因疏水閥性能不過(guò)關(guān)，用一缸一閥的單段供汽疏水系統(tǒng)保證不了烘缸表面溫度曲線(xiàn)分布要求，所以只好采用投資量大的三段供汽疏水系統(tǒng)。
2、三段供汽的設(shè)計(jì)者認(rèn)為該系統(tǒng)可以利用高溫段凝結(jié)水?dāng)U容降壓產(chǎn)生二次蒸汽為低溫段使用，似乎這樣會(huì)節(jié)能，事實(shí)并非如此。
現(xiàn)在看來(lái)，由于高性能高品質(zhì)的“李氏”牌疏水閥的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，十多年來(lái)事實(shí)證明，一缸一閥的單段供汽疏水系統(tǒng)中應(yīng)用了“李氏”閥，不但能保證抄紙過(guò)程中烘缸表面溫度曲線(xiàn)分布要求，而且更節(jié)能、更可靠、使用壽命長(zhǎng)。更重要的是它比復(fù)雜的三段供汽疏水系統(tǒng)投資省得多。
再?gòu)墓?jié)能角度來(lái)分析，三段供汽的設(shè)計(jì)思想也存在不足之處。三段供汽有二步利用凝結(jié)水的汽水分離器，若在0.15MPa下高溫凝結(jié)水飽和溫度為127.43℃，經(jīng)汽水分離器擴(kuò)容降壓至0.05MPa產(chǎn)生二次蒸汽，凝結(jié)水的飽和溫度降為111.38℃，則其利用的熱能充其量也只有69.2KJ/kg，僅占0.15MPa飽和蒸汽熱焓值2717KJ/kg的2.45％。但三段供汽疏水系統(tǒng)中，進(jìn)入烘缸的蒸汽處于“直通”狀態(tài)，使進(jìn)入烘缸的蒸汽中約有35％的蒸汽沒(méi)有來(lái)得及放出汽化熱就直接進(jìn)入管路系統(tǒng)。由于管路系統(tǒng)的散熱，形成很大的能源浪費(fèi)。以比較保守的估計(jì)，其浪費(fèi)的熱能占20％計(jì)算，則三段供汽疏水系統(tǒng)中，蒸汽的浪費(fèi)約為用汽總量的8％，與它所利用的二次蒸汽最多只占蒸汽總熱能的2.54％相比，可以說(shuō)，一般的三段供汽系統(tǒng)是不節(jié)能的。而在應(yīng)用“李氏”閥的一缸一閥單段供汽疏水系統(tǒng)中，已知“李氏”閥蒸汽泄漏率<0.2％，且直接裝在烘缸出水口，接口管道短，所以散熱甚微，即使該系統(tǒng)總體損耗蒸汽熱能以漏汽率1％計(jì)算，也比三段供汽疏水系統(tǒng)節(jié)能得多。
我廠(chǎng)在寧夏美利紙業(yè)有限公司、陜西漢中百事特紙業(yè)有限公司對(duì)多缸紙機(jī)實(shí)施單段供汽，并實(shí)現(xiàn)凝結(jié)水無(wú)泵背壓回收的技改工程中都取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益就是最好的證明。
實(shí)例 寧夏美利紙業(yè)有限公司
該公司1880＃紙機(jī)和1760＃紙機(jī)，生產(chǎn)定量55克書(shū)寫(xiě)紙，原采用投資大的三段供汽系統(tǒng)。但1998年投產(chǎn)后，因三段供汽系統(tǒng)單耗高（比計(jì)劃高12％），車(chē)速慢，產(chǎn)量達(dá)不到要求。1999年7月應(yīng)用“李氏”牌疏水閥進(jìn)行一缸一閥的單段供汽系統(tǒng)技術(shù)改造，經(jīng)蒸汽計(jì)量測(cè)定同期比較得：噸紙節(jié)汽1.315～1.445噸，噸紙汽耗降幅達(dá)23.07～25.27％，車(chē)速由220m/min提高到240m/min，且抄紙質(zhì)量明顯提高。
其原因是：“李氏”牌疏水閥既明顯減少了蒸汽泄漏，又及時(shí)排除了烘缸內(nèi)生成的蒸汽凝結(jié)水，由推算知，此舉使烘缸的熱交換效率提高了43.5％。
“李氏”高溫凝結(jié)水無(wú)泵背壓閉路回收系統(tǒng)
蒸汽凝結(jié)水是個(gè)寶，它不但因溫度高而含有大量“顯熱”，還是潔凈的軟水，無(wú)需軟化處理可直接供鍋爐使用。回收它不僅可以節(jié)約大量蒸汽熱能，還節(jié)約了寶貴的水資源，也大大減少了“三廢”排放量，促進(jìn)環(huán)境保護(hù)，其社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益均十分可觀(guān)。所以，利用“李氏”閥突出的高背壓率性能，可實(shí)施凝結(jié)水無(wú)泵背壓閉路回收，使節(jié)能降耗更上一個(gè)新臺(tái)階。我們可以來(lái)算一筆帳：
如一臺(tái)10噸鍋爐，每天產(chǎn)汽20小時(shí)，一年運(yùn)行300天，則其年產(chǎn)汽量為6萬(wàn)噸，按凝結(jié)水回收率為95％計(jì)算，其經(jīng)濟(jì)效益如下：
1、節(jié)能效益：若凝結(jié)水溫度為85℃，則10噸凝結(jié)水的熱能約為1噸0.4MPa飽和蒸汽的熱焓，所以一年所回收凝結(jié)水的熱能相當(dāng)于節(jié)省5700噸蒸汽，其效益約為45.6萬(wàn)元。
2、節(jié)水效益：若每噸軟水價(jià)為4元，則一年所回收的凝結(jié)水價(jià)值22.8萬(wàn)元。
3、減少排污費(fèi)：以一噸水的排污費(fèi)為2元計(jì)算，則一年所回收的凝結(jié)水可減少排污費(fèi)11.4萬(wàn)元。
所以該項(xiàng)目所產(chǎn)生總的經(jīng)濟(jì)效益為79.8萬(wàn)元。
回收蒸汽凝結(jié)水的方法歸納起來(lái)可分三類(lèi)：
1、重力回收：它是利用水往低處流的道理設(shè)計(jì)，故它對(duì)地形有特殊要求，一般無(wú)法采用。
2、加壓回收：需設(shè)置蓄水池（或壓力容器）， 熱水泵（也有采用熱泵）及相關(guān)的控制設(shè)備等。占地、耗電、易損、費(fèi)錢(qián)。
3、“李氏”凝結(jié)水無(wú)泵背壓閉路回收系統(tǒng)：其特點(diǎn)是無(wú)需動(dòng)力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明，投資最省，回收率在95％以上，且使用壽命長(zhǎng)。
系統(tǒng)的組成：除烘缸出水口安裝的“李氏”疏水閥外，其余是起科學(xué)合理設(shè)計(jì)的不同作用的閥門(mén)和管道。
系統(tǒng)運(yùn)行原理；利用“李氏”閥的高背壓率性能，由“李氏”閥后的可利用背壓驅(qū)動(dòng)，以及利用高溫凝結(jié)水在密閉管道中流動(dòng)時(shí)密度變化規(guī)律將蒸汽凝結(jié)水輸送到鍋爐房軟水槽或其他所需目的地。
無(wú)泵背壓閉路回收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要依據(jù)用汽設(shè)備工況及其地形條件，進(jìn)行疏水閥單元配置及管路水力計(jì)算后確定方案。
“李氏”凝結(jié)水無(wú)泵背壓閉路回收系統(tǒng)流程示意圖如下：
我廠(chǎng)已成功的實(shí)施了數(shù)百項(xiàng)凝結(jié)水無(wú)泵背壓閉路回收工程，涉及多種不同行業(yè)的用汽設(shè)備，均一次安裝調(diào)試成功，效益顯著。也許有人說(shuō)，該系統(tǒng)這么簡(jiǎn)單，沒(méi)有什么東西，我們認(rèn)為，為解決同一實(shí)際問(wèn)題，誰(shuí)的辦法既簡(jiǎn)單又省錢(qián)，誰(shuí)的水平就高。
杭州西湖閥門(mén)廠(chǎng)熱切期望與造紙行業(yè)同仁密切合作，奉獻(xiàn)我們的高科技產(chǎn)品和技術(shù)，共同為提高造紙企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益作出我們的貢獻(xiàn)。
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發(fā)表評(píng)論
