造纸行业烘缸-疏水阀堵水原因分析和解决办法

造纸行业烘缸-疏水阀堵水原因分析和解决办法

最近咨询的案例中，有一家造纸厂出现烘缸疏水阀堵水的问题。这是一个很典型的设备，特意分享出来，希望对有同类问题的造纸厂有启发或帮助。

一、工况说明和存在的问题：

1、存在的问题：

目前车间主要用汽设备的疏水阀（像1880多缸纸机烘缸），普遍都存在使用半年左右，就会出现疏水阀不排水现象。

由于堵水导致烘缸升温困难，为了保证纸张烘干效率，不得不把疏水阀旁通打开排水，长期下来造成蒸汽大量泄漏。

现在蒸汽能源获得成本越来越高，在公司运营支出中占了很大的一部分，直接影响盈亏。

因此减少能源消耗，是增加公司利润的有效方法。目前公司比较重视蒸汽节能，希望能彻底解决经常开旁通排水，漏汽的问题。

2、工况说明：

1880多缸纸机  设备组成是由：

1个 直径3米的烘缸    蒸汽压力2Barg  独立安装了一台DN40KWSS-ZK系列疏水阀

1个 直径2.5米的烘缸  蒸汽压力3.5Barg 独立安装了一台DN40KWSS-ZK系列疏水阀

7个 直径1.5米的烘缸  蒸汽压力2.5Barg  共安装了两组DN40KWSS-ZK系列疏水阀

蒸汽总用量：100吨/24小时，每小时用汽量则是4.2吨，而直径3米烘缸用汽量占比最大，其次是2.5米直径，再到1.5米直径。

结合其它造纸厂估算蒸汽消耗量占比，3米烘缸用汽量约2吨/H，2.5米烘缸用汽量约1.5吨/H，1.5米烘缸0.8吨/H。

选型KWSS-ZK系列疏水阀时，需适当考虑安全余量即可。

3、烘缸干燥原理：

从蒸汽接头通入的饱和蒸汽在烘缸内部冷凝，释放出来的热量使得烘缸温度上升。

从而将包覆在辊壳表面运行的纸页加热。热量在纸张和烘缸表面的接触中被传递到纸张中。

蒸汽释放热量冷凝后产生大量冷凝水，这些冷凝水因为烘缸的旋转受离心力，附着在烘缸内表面。

在速度较高的情况下形成水环，阻碍了热量向烘缸表面的传递，因此需要虹吸管将冷凝水及时排出。

目前虹吸管吸出的冷凝水，是先经过闪蒸罐后，闪蒸罐罐内压力0.5~2Barg，再在罐底部接上疏水阀排放。

排出的冷凝水经过公共回收管后到集水槽，再送往锅炉房二次利用。

二：造成KWSS-ZK系列疏水阀堵水的原因分析和解决办法

原因1、KWSS-ZK系列疏水阀堵塞导致堵水

冷凝水无法顺利进入到腔体内，或者冷凝水能顺利进入到腔体内，但阀嘴孔被杂质堵塞，导致水不能通过阀嘴孔排出。

解决办法：检查疏水阀上游是否有堵塞；再拆开疏水阀内部，检查是否有异常或清理杂质。

原因2、疏水阀排水能力不足或压差不够，导致积水

比如3米烘缸，冷凝水产生量是2吨/H小时，若选用的疏水阀最大排水能力只有1.8吨/H，那么将会有0.2吨的水一直排不干净。

积水随着时间催移会越来越多。

解决办法：每一台疏水阀必须针对工况（已知蒸汽压力和蒸汽流量），一对一选型。

举例：

直径3米烘缸 蒸汽压力2Barg,蒸汽消耗量2吨/H。

直径2.5米烘缸 蒸汽压力3.5Barg,蒸汽消耗量1.5吨/H。

对照以下疏水阀不同压差下的排量表。

压差=疏水阀前的蒸汽压力-疏水阀后的背压。

回收管水平流动每100米和爬高10米，均会产生1Barg背压。如果回收系统有泄漏，背压则更高。

由于蒸汽压力都在5Barg以下，所以首先确定阀嘴压差是选择用-5。

当实际压差在2Barg时，排水能力可以达3吨/H（如排量表中红线所示）。

当实际压差在3.5Barg时，排水能力达4吨/H（如排量表中绿线所示）。

两种规格的烘缸均可选用型号：KWSS-ZK-5。

值得注意的是，当疏水阀后背压升高时，压差就会变小，排水能力也会相应变少。

比如说3米烘缸本身蒸汽压力有2Barg，但疏水阀后的背压有1Barg时，压差就只有1Barg。

此时同样是-5的阀嘴，但排水能力却只有1.6吨/H左右（如排量表中黄线所示）。

7个直径1.5米烘缸可选用型号KWSS-ZK-5，蒸汽压力2.5Barg，口径DN25，DN32，DN40均可，这三种口径排水能力均是1.5T/H。

如下排量表红线所示

原因3、采用虹吸管方式排水，容易有蒸汽绑锁闭，导致堵水

这种方式特别容易产生蒸汽绑问题。

由于虹吸管有时候会吸到蒸汽，当蒸汽占满管内没形成冷凝水前，会阻碍冷凝水无法顺利到达疏水阀。

一直等待蒸汽慢慢冷凝后，管内腾出空间才能让水流进。

解决办法：必须要选用带特殊功能的破蒸汽绑结构疏水阀。

把锁闭在管内的蒸汽，迅速通过释放口排出去，解决蒸汽绑的问题。

破蒸汽绑针阀可根据需要调节大小。如下图

原因4、疏水阀安装位置不合适造成的堵水。

目前冷凝水经虹吸管出来后，先经过闪蒸罐，再在罐底部接上疏水阀排放。

由于疏水阀需要有压差才能排水，此时疏水阀正向的压力就是罐内的0.5~2Barg。

疏水阀后有冷凝水回收，都会产生背压，再加上经常打开旁通排水，泄漏出来的蒸汽会在系统内相互流串，此时背压更高。

一旦背压高于疏水阀前的正向压力0.5~2Barg，疏水阀就会产生逆流现象，导致不排水。

解决办法：在烘缸的最低点处安装破汽绑浮球式疏水阀。

当冷凝水通过虹吸管后，先经过疏水阀排出，再汇入到公共回收管，后端统一做闪蒸汽或冷凝水二次回收利用。

有冷凝水回收的工况，疏水阀后必须要安装止回阀防止逆流。

此处原有的闪蒸罐建议拆除，原因是：

新替换的浮球式疏水阀排水顺畅，并且没有蒸汽泄漏时。

疏水阀至闪蒸罐这一段管道内的压力是非常低的，此时闪蒸罐内的压力相应也会更低。

原来安装在闪蒸罐底部的疏水阀，由于压差或排水能力不够，是无法及时排出冷凝水。

因此，此处的闪蒸罐反而会阻碍冷凝水不能顺畅排出。

若不拆除闪蒸罐时，可采用其它措施，但必须要确保罐底部的冷凝水，能顺畅排出。

原因5、疏水阀群组疏水，容易造成堵水

7个直径1.5米烘缸的冷凝水，只用了两组疏水阀。

虽然7个烘缸的蒸汽压力都是2.5Barg，但每个缸内换热的效率肯定不一样，压差自然有变化，会相互干扰疏水效果。

解决办法：每一个烘缸需独立设置疏水阀。

（建议如图布置，点击放大看得更清楚）

原因6：烘缸容易积聚大量的空气，一方面阻碍冷凝水流动，也会导致升温困难

由于烘缸内部空间比较大，所以在启动阶段要排除的空气量也很大。

在正常工作情况下，空气会积聚并引起滚筒外表面出现冷区，导致生产中的纸张出现质量问题。

解决办法：用于滚筒式烘缸的最佳疏水阀，除了用Way’s维远带破汽绑功能的浮球式疏水阀之外。

另外，需要安装单独的排空气阀排出大量的空气，这将会大大提高热效果。

如下图

原因7：疏水阀本身质量不过关

原来用的疏水阀，普遍半年不到就失效，拆开内部有发现过滤网、浮球或其它部件有损坏。

解决办法：积水容易造成水锤冲击，损坏阀门。如果是水锤造成的阀门损坏，需要先解决积水问题，再选择质量品质比较好的疏水阀替换。

三、打开旁通疏水带来的危害及能耗计算

现在生产中，发现疏水阀不好用堵水，或升温太慢时，就会把旁通截止阀打开排水，水能排出来的同时，蒸汽也会伴随浪费掉。

现计算开旁通会泄漏多少蒸汽？若安装合适的疏水阀，到底能节能多少？

根据公式：流量kg/h=3600×流速m/s×节流口面积m2×密度kg/ m3

旁通使用DN25截止阀，开度30%，所以流通面积=30%*3.14*0.0252/4=0.00015 m2

大气压下，蒸汽密度=0.597623 kg/ m3

因此，泄漏的蒸汽流量=3600*194*0.00015*0.597623=62.6kg/h

假若按2台设备计算，一共损失了62.6*2=125kg/h。

目前一般蒸汽的成本价格，平均值是200元/吨以上，一小时就会损失200*0.125=25元。

一天24小时计算，就会损失25*24=600元。

一年只按照300天计算，则会损失600*300=180000元=18万元。

这是长期开旁通的最大泄漏量！

四、如何选择合适的KWSS-ZK系列疏水阀？

首先，无论是应用在哪种工况和使用场合，选择一个合适的疏水阀。

满足三大功能是选择疏水阀最基本的条件：

1、自动、连续、及时的排除管道或设备产生的冷凝水，不能积水。因为积水会引起：水锤、升温难、换热效率差等问题。

2、阻止蒸汽泄漏，避免不必要的浪费。

3、带有排空气和不凝气体的功能，系统中空气及时排除，有利于缩短设备启机。并且有利于热量的传导。