一期苯酐裝置自產蒸汽,其蒸汽系統由 6.0MPa 過熱蒸汽降至 6.0MPa、2.0MPa、0.6MPa、0.3MPa 飽和蒸汽到各用戶使用,各級凝液回收經閃蒸到下一級管網,逐級減壓。由于管網較小,用戶之間的使用波動會有一定的相互影響。要求每個用戶盡可能保持平穩。裝置上有大半的蒸汽為幾個大的用戶所使用,其中有汽輪機、各類換熱器。因此首先考慮確保大用戶的蒸汽凝液系統良好,其關鍵是疏水閥是否良好。現以最大的換熱器用戶為例分析其疏水閥的特點與使用。
位號為 ST-E2109a/b 的 2 個并列安裝的疏水閥.用于熱油加熱器的冷凝液疏水。熱油加熱器出口溫度為關鍵控制指標。該換熱設備溫度控制要求高,必須保持在加熱設備中不能積存凝結水,只要有水就得排,最好選擇能排飽和水的機械型疏水閥。因為它是有水就排的疏水閥,能及時消除設備中因積水造成的不良后果,迅速提高和保證設備所要求的加熱效率。
1) 設計參數
疏水閥的設計參數見《表 1》
管道工程直徑 DN | 介質 | 冷凝液負荷 | 安全系數 | 排放量(正常/最大)kg/h | 操作壓力 MPa | 操作溫度 ℃ | 背壓 MPa | 最小操作壓力 MPa | 設計壓力 MPa | 設計溫度 ℃ | 連結端型式 | 連接法蘭標準 | 法蘭密封面型式 | 法蘭密封面粗糙度 | 閥體材質 | 閥芯材質 | 法蘭材質 | 檢驗與試驗水壓試驗 MPa | 安裝方式 |
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50 | 高壓冷凝液 | 3360 | 2 | 6720 | 6.0 | 276 | 2.5 | 3.5 | 6.8 | 310 | 法蘭 | HG20596 PN10.0 | RF | Ra3.2 | WCB | 不銹鋼 | 同閥體 | 15.0 | 立式安裝 |
2) 選擇疏水閥
如前所述,此處的疏水閥最好選機械型。
● 計算最高背壓率:因為最高背壓率為疏水閥在最高工作壓力下能正常動作的基本條件,所以要先計算最高背壓。最高背壓率=最高背壓/操作壓力×100%,由《表 1》計算出最高背壓率為 15%。一般機械型疏水閥背壓率不小于 80%,都能滿足。
● 型式選擇:由于設計參數要求其壓力等級下的冷凝液負荷量較大,國產的只有某知名品牌可以選到一款先導式。進口產品可選到倒吊桶式和浮球式。但國產設備實際壽命達不到國標要求的 8000 小時,故原國產疏水閥日常備件采購數量不少。若不及時更換將影響苯酐產品的收率、能耗和運行費用。并且操作壓力、操作溫度較高、背壓高、排量大,使用壽命要求高,因此考慮采用進口浮球或倒吊桶疏水器。浮球疏水器的閥孔在下部,倒吊桶的閥孔在上部。倒吊桶式疏水閥能在蒸汽進入倒吊桶內,使桶浮起來,關閉閥孔。凝結水進入疏水閥改變桶受到的浮力,使其下沉,打開疏水閥孔放出凝結水,在蒸汽溫度下可以連續排放不凝性氣體。且閥座閥頭等易磨損處采用高鉻不銹鋼研磨而成,增加了耐蝕和耐磨性,使用壽命長。因此在進口浮球式價格與倒吊桶式價格相近時,我們考慮選擇進口倒吊桶疏水閥。
● 型號選擇:由倒吊桶疏水閥系列型號《表 2》,根據設計要求的安裝方式、最大壓差、最大排量選擇 400 系列。
系列 | 材質 | 安裝方式 | 最大壓差 MPa | 最大排量 kg/h |
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880 | 鑄鐵 | 水平 | 1.7 | 2000 |
814-816 | 鑄鐵 | 水平 | 1.7 | 9072 |
980 | 鑄鋼 | 水平 | 4.1 | 2000 |
400 | 鉻鉬鍛鋼 | 垂直安裝 | 6.9 | 9072 |
● 400 系列查排量表,式樣如下,按壓差值選斜線,核對排量值符合要求,即為可選的系列,在 413、416、415 三個表中選出 416 為合適系列。
● 驗證材質要求,系列內溫度壓力連接尺寸的詳細選擇:按設計要求由《表 3》、《表 4》最終驗證選出采購型號為 416 可行。
型號 | 受壓部件在相應溫度下的最大允許壓力 MPa | |||||
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-28~343℃ | 371℃ | 399℃ | 427℃ | 454℃ | 482℃ | |
413 | 8.27 | 8.27 | 8.27 | 8.27 | 7.24 | 5.38 |
415 | 7.58 | 7.58 | 7.58 | 7.58 | 7.45 | 6.65 |
416 | 11.72 | 11.72 | 11.72 | 11.44 | 9.31 | 6.83 |
型號 | 413 | 415 | 416 |
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管道連接 mm | 15,20,25 | 25,32,40 | 40,50 |
管道工程直徑 DN | 介質 | 冷凝液負荷 | 安全系數 | 排放量(正常/最大)kg/h | 操作壓力 MPa | 操作溫度 ℃ | 背壓 MPa | 最小操作壓力 MPa | 設計溫度 343℃下的最大允許壓力 MPa | 檢驗與試驗水壓試驗 MPa | 安裝方式 |
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50 | 高壓冷凝液 | 3360 | 2.38 | 8000 | 6.0 | 276 | 2.55 | 0.12 | 11.7 | 15.0 | 立式安裝 |
材質:
閥體:鍛鋼 ASTM Al82 F22 Class3
內件:304
閥座閥瓣:17-4PH 或 440F
該型號的疏水閥完全滿足設計的要求。一期現在使用的就是該型號的產品。目前已使用 5 年,總體使用情況良好。