1、優質疏水閥與節能減排 （印染行業）高溫凝結水無泵背壓自動提升回收技術 印染企業是屬于高耗能、 高耗水、高污染的行業。在當前國內能源、 淡水資源及排污 費用大幅漲價的背景下， 首當其沖的是那些高耗能、高耗水、高污染的行業，印染企業便 是其中之一。與國外的同類設備相比較，我國紡織印染行業的能耗是國外的34倍，水耗是國外的23倍；國外污水處理后的水回用率達到 80 %,而我國僅為7 %左右。因此, 在國際貿易的競爭中，我國紡織印染產品的形勢是相當嚴峻的。節能減排， 清潔生產， 生態環境保護是二十一世紀產業發展的必然趨勢。隨著歐、美 對紡織產品的檢測要求不斷提高， 限制越來越多， 我國印染行業的綠色紡

2、織、 清潔印染及 生態染整加工的深化改革，已成為當務之急。節能減排，清潔生產，除了在加工工藝，生 產設備進行優化技改外，作為用汽設備末端起自動“阻汽排水”作用的蒸汽疏水閥，其性能 的優、劣，在節能減排方面， 起著事半功倍的作用。特別是高溫凝結水回收利用的巨大效 益，已引起了印染行業領導層的高度重視。一、優質疏水閥與節能、節水 一般來講，用汽設備消耗多少蒸汽即能產生多少凝結水。 蒸汽在用汽設備中進行熱交 換的過程中發生相變放出“潛熱”， 同時產生大量的高溫凝結水。通過熱力學的分析可知， 0.4MPa飽和蒸汽的飽和溫度為143.6 C,所含的總熱能（焓）為2738KJ/kg，其中汽化 潛熱為 21

3、33 KJ/kg ，占總熱能的 77.9%；飽和水顯熱為 605 KJ/kg ，占總熱能的 22.1%。 用汽設備對“潛熱”利用率的高低，除了設備本身結構的合理與否外，作為在用汽設備末端 起“阻汽排水”作用的疏水閥的優、劣，起到了十分關鍵的作用。由于疏水閥是在較高的壓 力、溫度下工作，再加上汽蝕等因素，條件相當“惡劣”，疏水閥的損壞率較高，很多印染 企業的領導一談到疏水閥便直搖頭， 更談不上高溫凝結水的有效回收利用。 用汽設備在熱 交換的過程中產生的大量凝結水， 若不能迅速及時地排除， 這些凝結水將會大量存積在設備內，使設備的換熱面積大大減小，設備的熱效率降低，生產工藝溫度上不去，將嚴重影 響

4、產品的質量和產量；若不能迅速及時地排除設備內的凝結水， 凝結水會越積越多，極易 引發“水擊”事故嚴重的話會“機毀人亡。這對起“阻汽排水”作用的疏水閥提出較高的要求， 即要迅速及時地排盡設備內的凝結水， 又要封住蒸汽防止泄漏。怎樣才能選擇到性能優異 的優質疏水閥呢？優質疏水閥必須具備如下的條件：1. 過冷度小，靈敏度高，排水暢；2. 活動部件在水封狀態下動作，減少蒸汽的泄漏；3. 無杠桿結構，增加疏水閥工作的可靠性；4. 排空性能好，以防“氣堵”5. 不銹鋼的內部構件，使用壽命長；6. 高背壓率，以利于高溫凝結水無泵背壓自動提升回收。“李氏”牌自由半浮球式疏水閥以其優異的性能和國內獨創的高溫凝結

5、水無泵背壓自動提升回收技術，為廣大印染企業開辟了一條節能、節水清潔生產的新路子。“李氏”牌自由半浮球式疏水閥的動作原理是：依據伯努利方程和阿基米德定律。當疏 水閥起動時，半球浮子（4）沉在發射臺（7）上，凝結水在進、出口壓差作用下經過濾 網（3），發射導管（6）上部4個對稱小孔流入閥腔，最后從排水噴嘴（5）排出（見圖1 ）。 當蒸汽進入疏水閥后，半球浮子內的凝結水逐漸被擠到閥腔內， 所受浮力漸增，半球浮子（4）脫離發射臺（7）而漸漸上浮。這時由于發射導管上 4個對稱小孔噴出的蒸汽對半 球浮子內壁的沖量不對稱，又由于半球浮子外壁和腔體距離的不對稱， 以致形式促使半球 浮子作橫向旋轉的力矩，使半球

6、浮子在腔體內的運動狀態具有“三維空間的3個自由度”。Z 方向基本是上、下運動，而X Y方向呈旋轉運動，同時，半球浮子內的不凝性氣體由于 半球浮子外流體的運動引起的壓差，形成“瀉流”現象，不凝性氣體經過半球浮子上方小孔65隨著凝結水一起排出閥腔外，不會形成“氣堵”而動作失靈，半球浮子的這一運動，隨著它 的旋轉上升球面與排水噴嘴相切密封，關閉噴嘴而終止。這時疏水閥處于“阻汽狀態” 。（圖2）當凝結水再次進入半球浮子時， 所受浮力逐漸減小， 以致整個半球浮子依靠重力對于 排水噴嘴形成一個啟動力矩。 當半球浮子內蒸汽壓力的力矩小于這一起動力矩時， 半球浮 子脫離噴嘴下沉，其運動狀態再現上述的“ 3 個

7、自由度”的運動，這時半球浮子又回到（圖 1）的排水狀態。如此周而復始，達到自動阻汽排水之目的。由于科學合理的設計和無杠桿結構及在水封狀態動作的原理， 使得“李氏”牌自由半球浮子疏水閥的泄漏率W 0.1 %，比其他類型的疏水閥具有明顯的節能效益。目前，高溫凝結水回收利用的節能、 節水的巨大效益， 已普遍被很多印染企業的領導所重視。回收的高溫凝結水是寶貴的軟水，不但含有大量可利用的“顯熱” （85 C以上），而且可不經離子交換裝置處理而直接供鍋爐或其他需用熱水的工序使用， 大幅減少鍋爐或生 產用水，同時也減少了污水的排放量，可謂“一舉多得”。目前，凝結水的回收方式有三種：1. 重力回收： 必須遵循

8、水往低處流的規律，需要有特殊的地形，一般企業難以做到。2. 加壓回收： 需配置蓄水池，熱水泵系統和相應的控制設備。占地、耗電、易損、 熱污染嚴重，維護和運行成本較高。 （很多企業沿用這種方式）3. 無泵背壓自動提升回收： 利用疏水閥閥后的高背壓率和科學合理的管路設計，無 需任何外加動力，不耗一度電，實施高溫凝結水無泵背壓自動提升回收，無任何 運行成本，簡單可靠，投資少，見效快。高溫凝結水無泵背壓自動提升回收技術：運行原理： 利用疏水閥閥后的高背壓率及高溫凝結水在管道內流動時密度變化的規律 （水、汽二 相流體），將高溫凝結水無泵背壓自動提升輸送到鍋爐房軟水箱或其他需用熱水的工序。運行特點： 無需

9、任何外加動力，不耗一度電，無熱污染，凝結水回收率 >95 。系統組成： 性能優異的疏水閥 科學合理的管路設計 優質的高溫球閥和止回閥 高溫凝結水無泵背壓自動提升回收技術在印染企業的實際應用中， 改變以往傳統的高 溫凝結水從地溝排放或加壓回收 （運行成本高）的局面，真正做到了節能、節水型的清潔 生產，實現了經濟效益和社會環境效益的統一。二、高溫凝結水無泵背壓自動提升回收技術在實際應用中的 節能、節水效益分析根據有關方面的統計數字顯示，我國在崗運行的蒸汽疏水閥有 30 是嚴重泄漏（漏 汽率 >10），有 60是泄漏超標（漏汽率 >5），只有 10左右是運行正常，多數疏水 閥形同虛

10、設，有的干脆是“跑汽操作”，能源浪費十分嚴重，印染行業的情況也不例外。目 前，印染企業的生產設備上使用的疏水閥大致可歸納為兩大類： 熱動力型和機械型， 使用 效果普遍不十分理想。熱動力型圓盤式疏水閥是國家在 1984 年就列為淘汰產品，由于價 格便宜，很多印染企業還在使用。該閥由于本身結構的原因，閥腔為“直筒式” ，閥腔內是 不進行汽、水分離的，每次排水都是水、汽一起排的；而作為啟閉閥瓣作用的閥片，是在 “變壓室”上、下依照伯努利方程原理控制閥門的開、關，誤動作多，即在沒有水的情況下 也要排汽，泄漏率在6%10 %。看似“排水”動作“正常其實在其中隱藏著看不見、摸不 著，且感覺不到的巨大浪費！

11、而機械型疏水閥（如杠桿全浮球、倒吊桶等）也因結構上的 原因， 其中的杠桿結構、 排不凝性氣體裝置極易損壞， 泄漏率在 3%6%左右。而“李氏” 牌自由半浮球式疏水閥以其科學的設計和合理的結構， 經國家疏水閥檢測中心測試， 泄漏 率0.1 %，就算以1 %計算，比這兩類疏水閥可節汽在 5%8%以上。現以已技改完成的浙江興美達印染有限公司為例，使用“李氏”牌自由半浮球式疏水 閥，并實施高溫凝結水無泵背壓自動提升 4.5M ，輸送距離 200300M 左右至汽包房， 分析其節能、節水效益，以供參考。1. 節汽效益：該公司在 2005 年初對印花車間的 2臺圓網、 5臺平網印花機和 5臺多滾筒烘干機的

12、 疏水系統進行技改， 并實施高溫凝結水無泵背壓自動提升回收。 一臺圓網印花機的耗汽量 為1.1t/h左右，一臺平網印花機的耗汽量為0.8t/h , 一臺多滾筒烘干機的耗汽量為0.75t/h 左右，以每天運行20小時，每年300天計算，則這些設備年耗汽總量為（1.1 X2 + 0.8 X5 + 0.75 X5）X20 >300 = 59700 （噸）。以現在電廠的平均汽價 130.00元/t計算。使用“李氏”牌疏水閥后節汽產生的節能效益為59700 X5 %>130.00 = 388050 （元）2. 高溫凝結水無泵背壓自動提升回收產生的節能效益：該印花車間設備的高溫凝結水無泵背壓自

13、動提升回收示意圖（見圖 3）圖31: 500+5.00排污閥花3#1#印花機網印花機平網止回閥-窺視鏡_ .疏水閥球閥+5.00,熱水箱.花機設備消耗多少蒸汽即能產生多少凝結水。無泵背壓自動提升回收高溫凝結水的回收率 可達95%以上，水溫達85C以上。印花車間一年回收的高溫凝結水總量為59700 >95%=56715 （噸），把85 C的高溫凝結水無泵背壓自動提升回收至汽包房，其節能效益可通 過如下的熱力學計算得知，回收1噸85 C高溫凝結水所含的熱能（顯熱）相當于節約0.4MPa飽和蒸汽（焓）的量：Q吸=Q放（常溫水20 C升高至85 C；Q放=Q潛熱+Q顯熱，其中Q潛熱為0.4MPa

14、飽和蒸汽凝結為該溫度下的飽和水所放出的熱量；Q顯熱為 0.4MPa飽和水在該溫度下轉變為 85 C水時所放出的熱量； mi為20 C水的質量；m2 為飽和蒸汽(飽和水)的質量；c為水的比熱，r為汽化潛熱)。mi >CX ( 273 + 85) ( 273 + 20 )X4.187 = m2 冷 + m2 XdX(273 + 143) ( 273 + 85)X4.187即 1000 X X(358 293 )X4.187 = m2 X 2133 + 1 X (416 358) X4.1871000 X X35 X4.187m2= 114 (千2133 + 1 X58 X4.187即把1噸2

15、0 C的冷水加熱至85 C需0.4MPa飽和蒸汽約114千克，反過來，回收1 噸85 C的高溫凝結水可節約0.4MPa飽和蒸汽約114千克。這些設備一年回收高溫凝結 水的節能效益為 59700 X95 %X0.114 X130.00 = 840516.00 (元)。3. 節水效益：回收的高溫凝結水為寶貴的軟水，不但含有大量可二次利用的“顯熱”，而且可不經過 離子處理裝置處理直接供汽包房或水洗槽使用，大幅減少鍋爐的用水量或生產用水。以現 在的水價2.50元/t,離子處理費1.00元/t計算，年節水效益為59700 X95 % (2.50 + 1.00) =198502.00 (元)。通過以上的分

16、析，用“李氏”牌自由半浮球式疏水閥更換其他類型疏水閥，并實施高溫 凝結水無泵背壓自動提升回收產生的節能、節水綜合效益為143萬元之多，而這些設備技改的投資為5萬元左右，可在12個月內全部收回。案例一浙江美興達久久印染有限公司 用“李氏”牌自由半浮球式疏水閥對染色車間設備的疏 水系統進行了技改，并實施高溫凝結水無泵背壓自動提升回收利用(見圖4)，耗汽量從原先的18t/h，下降到現在的15t/h，每小時節汽3t，節汽率達16.7 %。以設備每天運行20小時，每年300天，蒸汽的平均價格（標煤產汽和電廠汽價平均價）130.00元/T計算,一年產生的節能、節水綜合效益可達 200萬元之多第一柱 （濕布）球閥疏水閥案例二浙江富潤印染有限公司 技改總投資8萬多（見圖5），年節約蒸汽3000T左右（蒸汽價格135.00元/T計算），節汽產生的節能效益 40.5萬元，年回收85C的高溫