製藥廠KWSS-ZK係列疏水閥堵水原因分析，如何計算開旁通疏水的蒸汽泄漏量？
製藥廠KWSS-ZK係列疏水閥堵水原因分析，如何計算開旁通疏水的蒸汽泄漏量？
最近谘詢的案例中，有一家製藥廠出現疏水閥堵水，為了保證正常生產，需要長期打開旁通閥排水。這是很多工廠都會存在的通病，特意分享出來，希望對有類似問題的企業有幫助。
一、工況存在的問題：
目前車間主要用汽設備是多功能提取罐，單效濃縮器，熱回流提取濃縮機組（含單效真空濃縮器）等。
這幾種設備上的疏水閥，普遍都存在不排水現象，由於堵水導致設備升溫困難。為了保證提取和濃縮的生產效率，不得不把疏水閥旁通打開排水，長期下來造成蒸汽大量泄漏。
現在蒸汽能源獲得成本越來越高，因此減少能源消耗，是增加公司利潤的有效方法。目前公司比較重視蒸汽節能，希望能徹底解決經常開旁通排水，漏汽的問題。
二、打開旁通疏水帶來的蒸汽浪費
現場發現疏水閥堵水，升溫難或開機太慢時。當剛開機時，把截止閥全部打開，等初始冷凝水排完後，就把截止閥的開度調到大約20-30%開度排放。
而實際的冷凝水所占管道內的空間是很少的，因此旁通截止閥一直處於嚴重泄漏蒸汽的狀態，即蒸汽還沒有全部換熱完就排走了。現需要計算泄漏了多少蒸汽？
根據公式：
流量kg/h=3600×蒸汽流速m/s×節流口麵積m2×密度kg/ m3
式中：
3600是從秒轉化成小時。
蒸汽流速取194米/秒，因為在30%小開度下過蒸汽流速會飛快，就不能按正常流速30米/秒計算。
節流口麵積是用圓麵積公式：S=π×r2或S=π×(d/2)² (π表示圓周率3.14，r表示半徑，d表示直徑=25mm)
使用DN25旁通截止閥，開度30%，流通麵積=30%*3.14*0.0252/4=0.00015 m2
大氣壓下，蒸汽密度=0.597623 kg/ m3
因此，代入以上計算公式後，泄漏的蒸汽流量=3600*194*0.00015*0.597623=62.6kg/h
若按2台設備計算，一共損失了62.6*2=125kg/h。打開旁通的部位越多，損失越大。
假若蒸汽的成本價格，平均值是200元/噸以上，一小時就會損失200*0.125=25元。
一天24小時計算，將損失25*24=600元。
一年隻按照300天計算，則會損失600*300=180000元=18萬元。
旁通閥在排放冷凝水的同時，會伴隨大量的蒸汽泄漏，這是長期開旁通的最大泄漏量，一定要引起重視，並杜絕開旁通。
三、設備工況和選型說明：
設備一：多功能提取罐
約15台 容積3噸和5噸 蒸汽進汽管分別是DN40和DN50，壓力0.1MPa~0.15MPa，疏水閥和旁通閥均是DN25口徑，疏水閥結構選用的是杠杆浮球式。
在網上查找提取罐廠家公布的參數，無論是水提或醇提，還是提取與濃縮一體機組，容積3噸和5噸的蒸汽耗量大概是570KG/H和700KG/H。
消耗多少蒸汽就會產生相應的冷凝水，因此，選型疏水閥排水能力時，必須要滿足此排量要求。
若考慮30%以上的安全餘量，排水能力需滿足741KG/H和910KG/H為佳。
參考依據如下圖所示：
乐鱼官网KWZK浮球式疏水閥選型說明：3噸和5噸多功能提取罐。
根據工況參數：
蒸汽壓力0.1MPa~0.15MPa,考慮安全餘量後的蒸汽耗量741KG/H和910KG/H。
由於蒸汽壓力都在0.15MPa以下，所以首先確定閥嘴壓差是選擇用-2，當實際壓差在0.1MPa時，排水能力可以達1.7噸/H（如下排量表中紅線所示）。
值得注意的是，當提取罐蒸汽壓力有可能高於0.2MPa時，閥嘴壓差編號就不能再選擇-2，閥嘴選錯也會導致超過此壓差後，疏水閥會關閉不排水。
此時需要選擇用-5，排水能力則會相應變少（如下排量表中綠線所示）。
另一種情況，疏水閥後的背壓也會影響疏水閥實際的排水能力，導致積水現象。因此乐鱼官网選擇疏水閥時，盡量放多一些餘量。
3噸和5噸提取罐可選用RFT18F-2，口徑DN25,DN32，DN40均可，這三種口徑排水能力是一樣的。
設備二：單效濃縮器
約15台 蒸發量1000L和2000L 蒸汽進汽管分別是DN50和DN65，壓力0.1MPa~0.15MPa 疏水閥和旁通閥均是DN25口徑，疏水閥結構選用的是杠杆浮球式。
在網上查找濃縮器廠家公布的參數，無論是常壓或真空濃縮，還是提取與濃縮一體機組，蒸發量1000L和2000L的蒸汽耗量，單效的大概是1050KG/H和2100KG/H。蒸發量與蒸汽耗量的係數是1.1。
消耗多少蒸汽就會產生相應的冷凝水，因此，選型疏水閥排水能力時，必須要滿足此排量要求。
若考慮30%以上的安全餘量，排水能力需滿足1365KG/H和2730KG/H為佳。
參考依據如下圖所示：
乐鱼官网KWZK浮球式疏水閥選型說明：1000L和2000L單效濃縮器。
根據工況參數：
蒸汽壓力0.1MPa~0.15MPa,考慮安全餘量後的蒸汽耗量1365KG/H和2730KG/H。
由於蒸汽壓力都在0.15MPa以下，所以首先確定閥嘴壓差是選擇用-2，當實際壓差在0.1MPa時，排水能力可以達3.7噸/H（如下排量表中紅線所示）。
值得注意的是，當提取罐蒸汽壓力有可能高於0.2MPa時，閥嘴壓差編號就不能再選擇-2，閥嘴選錯也會導致超過此壓差後，疏水閥會關閉不排水。
此時需要選擇用-5，排水能力則會相應變少（如下排量表中綠線所示）。
另一種情況，疏水閥後的背壓也會影響疏水閥實際的排水能力，導致積水現象。因此乐鱼官网選擇疏水閥時，盡量放多一些餘量。
1000L和2000L濃縮器可選用FFT45F-2，口徑DN40，DN50均可，這二種口徑排水能力是一樣的。
當選擇用-5閥嘴壓差編號時，2000L濃縮器排水能力則不能滿足要求，需要選用更大排水量的型號。
設備三：熱回流提取濃縮機組（含單效真空濃縮器）
約15台 蒸發量1000L和2000L 蒸汽進汽管分別是DN40和DN50，壓力0.1MPa~0.15MPa 疏水閥和旁通閥均是DN25口徑，疏水閥結構選用的是杠杆浮球式。
此設備的疏水閥選型跟上例的單效濃縮器一樣，此處就省略說明。
1000L和2000L濃縮器可選用FFT45F-2，口徑DN40，DN50均可，這二種口徑排水能力是一樣的。
當選擇用-5閥嘴壓差編號時，2000L濃縮器排水能力則不能滿足要求，需要選用更大排水量的型號。
總結注意：所有疏水閥必須要一對一工況選型，如工況參數發生變化，需重新確定選型是否能滿足要求。
選擇疏水閥的型號，首先要滿足排水能力和壓差的需求，再來確定疏水閥口徑。
原來疏水閥全都選用DN25，而多數廠家DN25排水能力最大隻能是1000KG/H，與實際工況產生的冷凝水量相差一倍，這也有可能是積水的原因。
建議選用更大口徑，更大排水量的疏水閥。
疏水閥後工況說明
以上三種類型設備均安裝在1~3樓，產生的冷凝水通過回收總管DN150，經過60米左右去到地下室的儲水罐。
疏水閥後的背壓主要由以下因素造成：
A、彎曲的管道，和疏水閥後安裝的閥件。
B、水頭的反向壓力形成背壓（每爬高10米產生0.1MPa的背壓，水平方向每100米產生0.1MPa背壓。)
結合現場布管，背壓預估有0.06MPa。在回收管係統內，高低壓下產生的冷凝水必須分開回收管。但即使都是0.1~0.15MPa的回收管內，相互串壓也是很常見現象。
比如某處疏水閥有泄漏或者故意打開旁通疏水，泄漏的蒸汽必然會使得回收管內背壓比預估的更高，甚至產生逆流現象。
疏水閥由於無壓差不能順暢排水，導致嚴重積水，最後不得不打開旁通閥疏水。
四：造成疏水閥堵水的原因和解決辦法
原因1、疏水閥堵塞導致堵水。
冷凝水無法順利進入到腔體內，或者冷凝水能順利進入到腔體內，但閥嘴孔被雜質堵塞，導致水不能通過閥嘴孔排出。
解決辦法：檢查疏水閥上遊是否有堵塞；再拆開疏水閥內部，檢查是否有異常或清理雜質。
原因2、疏水閥排水能力不足或壓差不夠，導致積水。
比如2000L單效濃縮器，冷凝水產生量是2100噸/H小時，若選用的疏水閥最大排水能力隻有1噸/H，那麽將會有1.1噸的水一直排不幹淨，積水隨著時間催移會越來越多。
解決辦法：每一台疏水閥必須針對工況（已知蒸汽壓力和蒸汽流量），一對一選型。
如上述針對工況做的選型說明。隻有選型恰當，避免疏水閥由於排水量不夠，或壓差不足而導致積水問題，可以從最根本上解決開旁通排水。
由於壓差決定了冷凝水是否能順暢流動，這幾種設備使用壓力都比較低，特別容易出現背壓高於疏水閥前正向壓力的情況。
解決的方向是：
一是增加正向壓力，即提高設備使用壓力。
二是降低閥後背壓，縮短回收管水平距離或者彎頭閥件阻力，利用落差增加水頭正向壓力等方法。
或者冷凝水不回收對空排放，因為對空排放背壓為零。嚴重失流時隻能通過動力泵來排水。
原因3：設備內容易積聚空氣，一方麵阻礙冷凝水流動，也會導致升溫困難。
由於設備空間內會有空氣的存聚，所以在啟動階段需要及時排出空氣，縮短啟機時間。如空氣不排出，也會阻礙冷凝水無法到達疏水閥處。
解決辦法：除了用Way’s維遠帶獨立排空氣裝置的浮球式疏水閥之外。另外，如有需要也可安裝單獨的排空氣閥排出空氣，這將會大大提高熱效果。
原因4：疏水閥本身質量不過關。
原來用的疏水閥，如果普遍使用壽命不超過半年，拆開內部若有發現過濾網、浮球或其它部件有損壞。
解決辦法：積水容易造成水錘衝擊，損壞閥門。如果是水錘造成的閥門損壞，需要先解決積水問題，再選擇質量品質比較好的疏水閥替換。
五、如何選擇合適的疏水閥呢？
首先，無論是應用在哪種工況和使用場合，選擇一個合適的疏水閥，滿足以下三大功能是選擇疏水閥最基本的條件：
1、自動、連續、及時的排除管道或設備產生的冷凝水，不能積水。因為積水會引起：水錘、升溫難、換熱效率差等問題。
2、阻止蒸汽泄漏，避免不必要的浪費。
3、帶有排空氣和不凝氣體的功能，係統中空氣及時排除，有利於縮短設備啟機。並且有利於熱量的傳導。