根据疏水阀的工作原理,可分为以下三种类型:
(1)机械型
新型疏水器基于一个简单的原理:液态流体(如冷凝水)的密度远大于气态流体(如蒸汽)的密度,该原理在任何压力变化下都成立,因此新型疏水阀可处理各种不同密度的气态或液态流体。其基本组成部分包括喷嘴、涡流腔和靶孔板,如图1所示。
3.1 喷嘴
以蒸汽和冷凝水为例,当这两种流体同时被推挤于小管径的管路中时,孔道恰好形成一种排凝效应。因为密度较高的流体在相同压力下有较低的线性移动速度,当冷凝水被推挤到更狭窄的喷嘴时,会形成阻碍效应,移动较慢的冷凝水会阻碍移动较快的蒸汽。在此状况下,冷凝水将会被连续排出,而蒸汽始终被阻挡于喷嘴内部。在不同压力状况下,冷凝水的排放速度(排放量)也会随之改变。
3.2 涡流腔
根据伯努利定律和拉法尔喷嘴的原理,因动态压力变化而产生的少量雾化水气提供足够的空间。
3.3 靶孔板
在各种不同的流体压力下,都可有效而快速地排放冷凝水;当冷凝水和蒸汽同时存在时,只有冷凝水能通过,而将蒸汽留在前端部分继续使用;可以稳定地背压连续排放不同数量的冷凝水。
3.4 工作流程
冷凝水流过喷嘴,如果不产生汽化,那么压降主要落在喷嘴上,因靶孔直径大于喷嘴直径较多。同时涡流腔内产生轻度涡流,如果喷嘴出口产生轻度汽化,汽泡在涡流腔内旋转,随着汽泡量的增加,旋转速度加快。
在蒸汽量较大时,从喷嘴出来的汽水混合物流速直径变大,大于靶孔直径,造成靶孔周围的撞击现象,产生了很大的压力损失。汽量越大,从靶孔中冲出的汽水混合物的速度越快,使靶孔出口产生较大的涡流损失。
4现场应用效果 ●
在中石化某石化公司,对硫磺区域150 t/h酸性水汽提塔C3001的重沸器E3005A、E3005B的凝液系统进行了相应的改造。为真实考察新型节汽疏水器的性能,统计了疏水器更换前后酸性水汽提塔C3001工况相近的两个时间段的实时监控系统数据。疏水器更换前为10月1日~19日,疏水器更换后为12月1日~19日,两个时间段取数频次均为30 min/次。根据统计数据,新型疏水器更换后,吨水耗汽均值减少0.0097个单位,节汽率4.49%,统计结果如表1和图2所示。
节能效益分析:酸性水汽提塔C3001蒸汽耗量按30 t/h取整计算,疏水器更换后,总计节约蒸汽30t/h×4.49%=1.347 t/h,蒸汽价格250元/t,按8000 h/年计算,节约金额:1.347×250×8000=269.4万元
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