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技术辅助蒸汽疏水阀诊断程序

收集,记录并做进一步的光谱分析不同类型的声学超声蒸汽疏水阀
在锅炉房所产生的蒸汽的一部分通常在配送系统中丢失。失效的蒸汽疏水阀在很大程度上导致了这种能量损失以及其他安全问题。声学超声作为诊断工具的实施将极大地提高您的系统可靠性,并提供有关系统行为的真实信息,从而改善设施。
背景
世界各地的设施利用蒸汽作为其制造和加热的一个整体效用过程。作为工业流体的蒸汽(纯气态水)具有许多益处和用途。它干净,易于控制和高效。常见用途包括用于制造业,医院,大学等的空间加热,加湿和消毒的热传递。
一个重要的蒸汽系统组件是蒸汽疏水阀。不幸的是,一些蒸汽疏水阀在其运用周期的某个时刻出现干蒸汽泄漏,每年花费数千美元。
据美国能源部(DOE)称,在没有主动疏水阀评估计划的典型空间供暖系统中,中央锅炉厂产生的15-20%的蒸汽通过泄漏的蒸汽疏水阀丢失。
实施技术辅助蒸汽疏水阀诊断程序不仅可以节省资金,还可以提高设施的安全性和蒸汽利用部件的蒸汽质量。节约蒸汽可以节约能源,节约用水,减少锅炉排放。

什么是蒸汽疏水阀?为什么它们必不可少?
蒸汽疏水阀是一种自动阀,可区分蒸汽和冷凝水,在存在蒸汽时关闭,在冷凝水存在下打开。蒸汽疏水阀应去除空气和不可冷凝的气体,以及处理波动的负载。
当蒸汽与传热表面接触时,该流体(蒸汽)将不再能够保持在气相中并且将变成冷凝物(液相)。这是蒸汽疏水阀的发挥关键作用的地方,允许去除冷凝水以便正确分配和利用蒸汽。 如果没有蒸汽疏水阀,蒸汽系统将无法充分运行,如果冷凝水积聚,系统将会溢流,或者如果阀门打开,系统将无法达到所需的压力(损失)。 这些设备的常见位置包括蒸汽分配头中的滴水腿和热水器,水壶和高压灭菌器等传热组件。

-节能
大多数蒸汽疏水阀技术通过内部孔口排放,以调节冷凝水去除功能。 当蒸汽疏水阀失效打开时,蒸汽将泄漏,为冷凝水回收系统加压或排放到大气中,从而导致显着的能量损失。 在任何一种情况下,泄漏的疏水阀都会对蒸汽系统压力产生不利影响,导致燃料和电力消耗锅炉以高于所需的燃烧速率运行。 蒸汽锅炉需要补偿蒸汽泄漏,同时试图为最终用户提供蒸汽流量需求。

安全
蒸汽系统分配集管依赖于配有蒸汽疏水阀的滴水腿,以便去除冷凝水。 出于安全原因重要的是尽可能快地从蒸汽集管中除去水并且保持蒸汽质量。 失效关闭蒸汽疏水阀使得滴水腿无法操作,并且会使冷凝水在蒸汽集管的该部分中积聚。 这种情况将导致失效滴水袋下游的滴水管积聚多余的冷凝水,这可能导致危险的水锤,可能对工厂资产和人员造成安全威胁。 水锤是由蒸汽集管内高速行进的冷凝水塞引起的。 当这些阀塞与弯头,阀门和其他管道辅助设备接触时,可能具有破坏性结果。 如果允许多个失效关闭蒸汽疏水阀积聚在主蒸汽集管上,则昂贵的停机和维修并不罕见。

工业设备正常运行时间和使用寿命
在评估蒸汽系统的效率时,蒸汽质量至关重要。 有效使用蒸汽疏水阀可使干燥饱和蒸汽到达目的地,从而提供最高的BTU含量。 另外,冷凝物的积聚会通过在传热区域内产生薄膜(绝缘效果)而降低热交换器的效率。 蒸汽集管中过量水的另一个影响是控制阀和压力调节器上的拉丝效应,这显著降低了这些设备资产的性能和寿命。
空降/结构超声
ISO 29821-1:2011确定空降/结构(A&SB)超声波可用于检测异常性能或机器异常。 检测到的异常是由湍流,电离事件和摩擦引起的高频声事件,这些事件又由不正确的机械操作,泄漏,不适当的润滑,磨损的部件或放电引起。 A&SB超声基于测量由湍流,摩擦或由异常产生的电离产生的高频声音。 因此,检查员需要了解超声波及其如何通过大气和结构传播,作为实施A&SB超声波程序的先决条件。
那么蒸汽疏水阀中的流体状况如何产生超声波呢?关键词是“湍流”,为了理解它,我们必须讨论流体速度。当在两个移动的粒子之间存在速度梯度时,换句话说,一个移动的速度比另一个移动得快,则产生与其相切的摩擦力。
摩擦力试图在移动的颗粒之间引入旋转,但同时粘度试图阻止该旋转。根据这些力的相对值,可能出现不同的流动状态。
当速度梯度低时,惯性力大于摩擦力,粒子移动但不旋转,或者这样做但能量很少,最终结果是粒子遵循确定轨迹并且所有粒子都通过的运动流动领域中的一个点遵循相同的路径。这种类型的流动称为“层流”,意味着颗粒以层或片的形式移动。
随着速度梯度的增加,接近流体的颗粒之间的摩擦增加,并且它们获得可观的旋转能量,粘度失去其效果,并且由于旋转,颗粒改变轨迹。当它们从一条轨迹传递到另一条轨道时,粒子彼此碰撞并且不规则地改变它们的路线。这种类型的流动称为“湍流”。由于蒸汽疏水阀的阀/孔操作存在湍流并且可用于确定其健康状况。
三种广泛使用的蒸汽疏水阀类别
热力学蒸汽疏水阀
热力学“圆盘”式疏水阀操作是由闪蒸蒸汽的动态效应驱动的。当过冷冷凝水进入蒸汽疏水阀腔时,压力提升阀座的盘,并允许冷凝水(和空气)通过并流出蒸汽疏水阀。由冷凝水流过捕集器内部构件产生的压降和增加的速度将导致一些冷凝物闪蒸成蒸汽。出口端口上的较高速度将使盘片靠近就座表面咬合,而在盘顶部的腔室内形成的闪蒸蒸汽压力将迫使其向下抵靠进入的冷凝物。在某些时候,捕集器上腔室将冷却并使闪蒸蒸汽冷凝,从而降低盘顶部的压力。进入的冷凝水现在可以提升光盘并重复循环。
该疏水阀的操作可重复,在大多数情况下使诊断相当简单,因为检查员希望区分疏水阀的开 – 关操作。这种类型的蒸汽疏水阀每分钟循环最多十次并不罕见。当蒸汽疏水阀的内部构件开始恶化时,设备将开始发出类似于“自动喷枪”(颤动)的声音,表明需要尽快修理或更换设备。

机械 – 浮子和恒温疏水阀(F&T):
通过使用浮子辅助机构,该捕集技术可调节冷凝水排放,提供与冷凝速率相等的连续流量。 该特征有利于避免冷凝物积聚并使该捕集技术成为蒸汽利用应用(例如热交换器)的首选疏水阀。
然而,连续放电特性给测量员带来了诊断目的的挑战。如果冷凝水以与生产相同的速率排放,这意味着出口温度将与饱和蒸汽温度非常相似,因此,从温度分析的角度来看,测量员将无法诊断出失效的蒸汽疏水阀准确无误。此外,从声学 – 超声诊断的角度来看,蒸汽疏水阀排放(冷凝水和闪蒸蒸汽的混合物)将产生非常类似于失效开启蒸汽疏水阀的连续声音。
如果使用InCTRL听到或可视化任何调制,则表明疏水阀正常运行。如果听到连续的哗哗声,打开蒸汽疏水阀很可能已经失效。由于F&T蒸汽疏水阀由浮子辅助孔机构和恒温通风口组成,因此在测量蒸汽疏水阀时考虑每个设备的运行非常重要。例如,浮动机构通常将在关闭位置失效,而恒温元件将在打开位置失效。测量员必须区分闪蒸蒸汽和新蒸汽及其相应的操作声学。

机械 – 倒置铲斗:
通常所说的“铲斗眼”通过在阀腔内使用桶状装置来操作。该空腔必须充满冷凝水,以使疏水阀正常运行。蒸汽通过铲斗底部进入,使其向上提升并将阀门密封在阀座上。 当冷凝水流入铲斗时,铲斗的重量将使阀门向下远离阀座,从而使疏水阀排出。 铲斗有一个小排气口,可排出空气和不可冷凝的气体。 随着铲斗的提升或下降运动打开和关闭阀门,超声波检测器应该听到湍流出现并同时消失。
检查这种类型的蒸汽疏水阀时要考虑的另一件事是铲斗和阀门之间的枢转连杆; 这种连接可以磨损,特别是对抗振动。 如果检查员听到伴随金属撞击的持续冲击声,检查员可以断定疏水阀存在连锁问题。

恒温蒸汽疏水阀
恒温蒸汽疏水阀通过检测热蒸汽和较冷蒸汽之间的温差来运行过冷凝结水。 通过使用双金属元件或液体填充的波纹管进行阀门致动。 必须考虑过冷度,以确保根据需要除去冷凝水。


结论

蒸汽疏水阀调查将指示蒸汽疏水阀是否按预期运行,或者如果疏水阀在打开或关闭位置失效,则进行诊断。常见的诊断方法包括视觉,温度,声学和最近的连续监测。希望检查员具有蒸汽系统的经验,这是由于需要了解活蒸汽和闪蒸蒸汽之间的差异,或者知道每种类型的蒸汽疏水阀的不同操作模式的若干操作考虑因素。缺乏这些知识和专业知识将导致对设备的误诊和维修不力。
利用声学超声收集的蒸汽疏水阀的波形分析是在检修期间保持蒸汽疏水阀健康状态的证据的一种极好的方式,其方式是能够根据需要多次检查被检查的设备。如果使用InCTRL,这可以远程完成,有助于记录多站点评估。
确保您的蒸汽设施尽可能优化对于大多数公司目前所追求的竞争力至关重要,这是一项为自己付出的努力。
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