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    技術輔助蒸汽疏水閥診斷程序

    收集,記錄并做進一步的光譜分析不同類型的聲學超聲蒸汽疏水閥
    在鍋爐房所產生的蒸汽的一部分通常在配送系統中丟失。失效的蒸汽疏水閥在很大程度上導致了這種能量損失以及其他安全問題。聲學超聲作為診斷工具的實施將極大地提高您的系統可靠性,并提供有關系統行為的真實信息,從而改善設施。
    背景
    世界各地的設施利用蒸汽作為其制造和加熱的一個整體效用過程。作為工業流體的蒸汽(純氣態水)具有許多益處和用途。它干凈,易于控制和高效。常見用途包括用于制造業,醫院,大學等的空間加熱,加濕和消毒的熱傳遞。
    一個重要的蒸汽系統組件是蒸汽疏水閥。不幸的是,一些蒸汽疏水閥在其運用周期的某個時刻出現干蒸汽泄漏,每年花費數千美元。
    據美國能源部(DOE)稱,在沒有主動疏水閥評估計劃的典型空間供暖系統中,中央鍋爐廠產生的15-20%的蒸汽通過泄漏的蒸汽疏水閥丟失。
    實施技術輔助蒸汽疏水閥診斷程序不僅可以節省資金,還可以提高設施的安全性和蒸汽利用部件的蒸汽質量。節約蒸汽可以節約能源,節約用水,減少鍋爐排放。

    什么是蒸汽疏水閥?為什么它們必不可少?
    蒸汽疏水閥是一種自動閥,可區分蒸汽和冷凝水,在存在蒸汽時關閉,在冷凝水存在下打開。蒸汽疏水閥應去除空氣和不可冷凝的氣體,以及處理波動的負載。
    當蒸汽與傳熱表面接觸時,該流體(蒸汽)將不再能夠保持在氣相中并且將變成冷凝物(液相)。這是蒸汽疏水閥的發揮關鍵作用的地方,允許去除冷凝水以便正確分配和利用蒸汽。 如果沒有蒸汽疏水閥,蒸汽系統將無法充分運行,如果冷凝水積聚,系統將會溢流,或者如果閥門打開,系統將無法達到所需的壓力(損失)。 這些設備的常見位置包括蒸汽分配頭中的滴水腿和熱水器,水壺和高壓滅菌器等傳熱組件。

    -節能
    大多數蒸汽疏水閥技術通過內部孔口排放,以調節冷凝水去除功能。 當蒸汽疏水閥失效打開時,蒸汽將泄漏,為冷凝水回收系統加壓或排放到大氣中,從而導致顯著的能量損失。 在任何一種情況下,泄漏的疏水閥都會對蒸汽系統壓力產生不利影響,導致燃料和電力消耗鍋爐以高于所需的燃燒速率運行。 蒸汽鍋爐需要補償蒸汽泄漏,同時試圖為最終用戶提供蒸汽流量需求。

    安全
    蒸汽系統分配集管依賴于配有蒸汽疏水閥的滴水腿,以便去除冷凝水。 出于安全原因重要的是盡可能快地從蒸汽集管中除去水并且保持蒸汽質量。 失效關閉蒸汽疏水閥使得滴水腿無法操作,并且會使冷凝水在蒸汽集管的該部分中積聚。 這種情況將導致失效滴水袋下游的滴水管積聚多余的冷凝水,這可能導致危險的水錘,可能對工廠資產和人員造成安全威脅。 水錘是由蒸汽集管內高速行進的冷凝水塞引起的。 當這些閥塞與彎頭,閥門和其他管道輔助設備接觸時,可能具有破壞性結果。 如果允許多個失效關閉蒸汽疏水閥積聚在主蒸汽集管上,則昂貴的停機和維修并不罕見。

    工業設備正常運行時間和使用壽命
    在評估蒸汽系統的效率時,蒸汽質量至關重要。 有效使用蒸汽疏水閥可使干燥飽和蒸汽到達目的地,從而提供最高的BTU含量。 另外,冷凝物的積聚會通過在傳熱區域內產生薄膜(絕緣效果)而降低熱交換器的效率。 蒸汽集管中過量水的另一個影響是控制閥和壓力調節器上的拉絲效應,這顯著降低了這些設備資產的性能和壽命。
    空降/結構超聲
    ISO 29821-1:2011確定空降/結構(A&SB)超聲波可用于檢測異常性能或機器異常。 檢測到的異常是由湍流,電離事件和摩擦引起的高頻聲事件,這些事件又由不正確的機械操作,泄漏,不適當的潤滑,磨損的部件或放電引起。 A&SB超聲基于測量由湍流,摩擦或由異常產生的電離產生的高頻聲音。 因此,檢查員需要了解超聲波及其如何通過大氣和結構傳播,作為實施A&SB超聲波程序的先決條件。
    那么蒸汽疏水閥中的流體狀況如何產生超聲波呢?關鍵詞是“湍流”,為了理解它,我們必須討論流體速度。當在兩個移動的粒子之間存在速度梯度時,換句話說,一個移動的速度比另一個移動得快,則產生與其相切的摩擦力。
    摩擦力試圖在移動的顆粒之間引入旋轉,但同時粘度試圖阻止該旋轉。根據這些力的相對值,可能出現不同的流動狀態。
    當速度梯度低時,慣性力大于摩擦力,粒子移動但不旋轉,或者這樣做但能量很少,最終結果是粒子遵循確定軌跡并且所有粒子都通過的運動流動領域中的一個點遵循相同的路徑。這種類型的流動稱為“層流”,意味著顆粒以層或片的形式移動。
    隨著速度梯度的增加,接近流體的顆粒之間的摩擦增加,并且它們獲得可觀的旋轉能量,粘度失去其效果,并且由于旋轉,顆粒改變軌跡。當它們從一條軌跡傳遞到另一條軌道時,粒子彼此碰撞并且不規則地改變它們的路線。這種類型的流動稱為“湍流”。由于蒸汽疏水閥的閥/孔操作存在湍流并且可用于確定其健康狀況。
    三種廣泛使用的蒸汽疏水閥類別
    熱力學蒸汽疏水閥
    熱力學“圓盤”式疏水閥操作是由閃蒸蒸汽的動態效應驅動的。當過冷冷凝水進入蒸汽疏水閥腔時,壓力提升閥座的盤,并允許冷凝水(和空氣)通過并流出蒸汽疏水閥。由冷凝水流過捕集器內部構件產生的壓降和增加的速度將導致一些冷凝物閃蒸成蒸汽。出口端口上的較高速度將使盤片靠近就座表面咬合,而在盤頂部的腔室內形成的閃蒸蒸汽壓力將迫使其向下抵靠進入的冷凝物。在某些時候,捕集器上腔室將冷卻并使閃蒸蒸汽冷凝,從而降低盤頂部的壓力。進入的冷凝水現在可以提升光盤并重復循環。
    該疏水閥的操作可重復,在大多數情況下使診斷相當簡單,因為檢查員希望區分疏水閥的開 – 關操作。這種類型的蒸汽疏水閥每分鐘循環最多十次并不罕見。當蒸汽疏水閥的內部構件開始惡化時,設備將開始發出類似于“自動噴槍”(顫動)的聲音,表明需要盡快修理或更換設備。

    機械 – 浮子和恒溫疏水閥(F&T):
    通過使用浮子輔助機構,該捕集技術可調節冷凝水排放,提供與冷凝速率相等的連續流量。 該特征有利于避免冷凝物積聚并使該捕集技術成為蒸汽利用應用(例如熱交換器)的首選疏水閥。
    然而,連續放電特性給測量員帶來了診斷目的的挑戰。如果冷凝水以與生產相同的速率排放,這意味著出口溫度將與飽和蒸汽溫度非常相似,因此,從溫度分析的角度來看,測量員將無法診斷出失效的蒸汽疏水閥準確無誤。此外,從聲學 – 超聲診斷的角度來看,蒸汽疏水閥排放(冷凝水和閃蒸蒸汽的混合物)將產生非常類似于失效開啟蒸汽疏水閥的連續聲音。
    如果使用InCTRL聽到或可視化任何調制,則表明疏水閥正常運行。如果聽到連續的嘩嘩聲,打開蒸汽疏水閥很可能已經失效。由于F&T蒸汽疏水閥由浮子輔助孔機構和恒溫通風口組成,因此在測量蒸汽疏水閥時考慮每個設備的運行非常重要。例如,浮動機構通常將在關閉位置失效,而恒溫元件將在打開位置失效。測量員必須區分閃蒸蒸汽和新蒸汽及其相應的操作聲學。

    機械 – 倒置鏟斗:
    通常所說的“鏟斗眼”通過在閥腔內使用桶狀裝置來操作。該空腔必須充滿冷凝水,以使疏水閥正常運行。蒸汽通過鏟斗底部進入,使其向上提升并將閥門密封在閥座上。 當冷凝水流入鏟斗時,鏟斗的重量將使閥門向下遠離閥座,從而使疏水閥排出。 鏟斗有一個小排氣口,可排出空氣和不可冷凝的氣體。 隨著鏟斗的提升或下降運動打開和關閉閥門,超聲波檢測器應該聽到湍流出現并同時消失。
    檢查這種類型的蒸汽疏水閥時要考慮的另一件事是鏟斗和閥門之間的樞轉連桿; 這種連接可以磨損,特別是對抗振動。 如果檢查員聽到伴隨金屬撞擊的持續沖擊聲,檢查員可以斷定疏水閥存在連鎖問題。

    恒溫蒸汽疏水閥
    恒溫蒸汽疏水閥通過檢測熱蒸汽和較冷蒸汽之間的溫差來運行過冷凝結水。 通過使用雙金屬元件或液體填充的波紋管進行閥門致動。 必須考慮過冷度,以確保根據需要除去冷凝水。


    結論

    蒸汽疏水閥調查將指示蒸汽疏水閥是否按預期運行,或者如果疏水閥在打開或關閉位置失效,則進行診斷。常見的診斷方法包括視覺,溫度,聲學和最近的連續監測。希望檢查員具有蒸汽系統的經驗,這是由于需要了解活蒸汽和閃蒸蒸汽之間的差異,或者知道每種類型的蒸汽疏水閥的不同操作模式的若干操作考慮因素。缺乏這些知識和專業知識將導致對設備的誤診和維修不力。
    利用聲學超聲收集的蒸汽疏水閥的波形分析是在檢修期間保持蒸汽疏水閥健康狀態的證據的一種極好的方式,其方式是能夠根據需要多次檢查被檢查的設備。如果使用InCTRL,這可以遠程完成,有助于記錄多站點評估。
    確保您的蒸汽設施盡可能優化對于大多數公司目前所追求的競爭力至關重要,這是一項為自己付出的努力。
    CTRL Systems Inc.擁有超過25年的經驗,為民用和軍用行業提供最輕,最敏感,最耐用,最友好的機載超聲波接收器,如果您希望獲得更多有關此信息的信息,其他應用程序請不要猶豫與我們聯系。

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