在大多数化工厂里,工厂管理者和操作者面临提高工艺过程能源使用效率的压力越来越大。美国化学工业如何应对这一挑战也体现在2006年10月由美国化学工业协会(ACC)举办的2005年度责任关怀能源效t奖颁奖会上。在此次颁奖会上,共有11家企业获得26个奖项,主要是奖励他们在公司范围或者工厂范围实施了各种能源效率改进措施,并获得了显著效果。ACC主席兼首席执行官Jack Gerard指出自从1970年,责任关怀公司已经将单位产出燃料和电力消耗减少了46%;在过去的5年中,这些公司将其温室效应气体的排放削减了26%以上。责任关怀能源效率奖也展示了美国化学工业在提高能源使用效率方面作出的努力和获得成就。
尽管许多奖项授予了特殊工艺改进工程,工厂础设施在整个能源平衡中的重要性并没有被忽视。其中最为显著的一个例子是杜邦公司位于德克萨斯州Orange的Sabin River Works工厂因其降低能源行动而获奖;杜邦公司位于弗吉尼亚州Belle的Belle工厂因其降低温室气体排放而获奖;埃克森美孚化学公司则因其位于德克萨斯州Baytown烯烃装置废热发电工程和其位于路易斯安娜州Baton Rouge的锅炉能源利用效率提高而获奖。
关注工厂基础设施提高能源效率可以有助于企业认识到许多现在仍有很多人认为不会产生经济效益的工厂部分也有产生经济效益的潜力。蒸汽系统就是一个很好的例子,特别是采取了蒸汽疏水管理更是如此。
Jame D. Acers公司的Mike Acers表示化学工业和石化工业的问题是认为蒸汽疏水器不会给公司带来经济收入。蒸汽疏水器仅仅被看作维持工艺正常运作的一个必要付出。Jame D. Acers公司是美国Velan公司、Montreal公司、Quebec公司和英国Leicester公司出产的双金属片式蒸汽疏水器在美国的经销商。Mike Acers认为说服人们相信良好的蒸汽疏水管理会带来效益可能要废些时日。
重要性得到认可
然而,美国化学工业中还是有些人意识到蒸汽疏水器的重要作用。杜邦工程技术公司的能源工程组顾问Dan Davorak认为蒸汽疏水器和蒸汽疏水管理是蒸汽管理的基础。杜邦工程技术公司在全世界范围内拥有数千家蒸汽使用工厂,其中包括综合办公楼、研究机构和生产企业。Dan Davorak认为如果不能在日Ч芾碇形护好蒸汽疏水器,经过数年之后,杜邦工程技术公司在全世界的工厂中将有25%~35%的蒸汽疏水器处于失灵状况。
蒸汽专业企业TLV公司的总裁James Risko认为杜邦工程技术公司的状况与其他公司类似。他指出如果一个工厂没有一个包括全年调查和维修的蒸汽疏水管理措施其全部蒸汽疏水器中将有50%左右处于不良状况。
杜邦工程技术公司采取了一种切实可行的方法来安装和维护蒸汽疏水器。Dan Davorak认为最好的操作很大程度上取决于安装和使用。例如,对于日常维护来说,工厂使用的SAP公司的企业资源计划系统将促进生产领域向检测疏水器扩展。最好的操作可有助于工艺设备的正常运装,减少停车频率。因此选择最好的操作方法对于工厂的蒸汽疏水系统的正常运行极其重要。Dan Davorak指出最好的操作就是把合适的疏水器安装在确的地方,并确保根据实际情况定期进行检测。
Dan Davorak强调说杜邦公司的使用和管理疏水器的方法是十分实用的。Dan Davorak表示杜邦公司深知如果对蒸汽疏水器系统的维护不好话,将会每年增加燃料成本8%~10%,因此有必要对蒸汽疏水器系统进行精心维护。
Jame D. Acers公司也提供了足够的证据说明良好的疏水器系统管理的重要性。最好的例子是Murphy Oil公司在威斯康星州的Superior炼油厂取得了明显的成效。在1998年,通过对Superior炼油厂3000套蒸汽疏水器整体状况的分析,对失灵的疏水器进行升级和更换。最初的工作包括漏缝维修和改进凝析液回收系统,施工工期为4个月。从那时起,这种维修工程每两年进行一次。作为回报,Superior炼油厂取得了很好节能效果。Murphy Oil公司的蒸汽疏水器每年的故障率由1998年的21%下降至2006年的3.4%。
Enercheck Systems公司的总裁Brue Gorelick表示人们在谈论蒸汽疏水器的时候对其重要性往往认识不够。Enercheck Systems公司是一家与超声探测设备供应商UE Systems公司合作的能源咨询机构。Brue Gorelick极力鼓励化工厂采用蒸汽疏水器管理系统,尤其对于蒸汽使用大户来说将取得意想不到的效益。
Jame D. Acers公司指出蒸汽疏水器是一个老套产品,但这不应成为被忽视的理由。蒸汽疏水器产生的效益可能不是十分显著,但这是个日积月累的过程。
产品不断创新
尽管所有的蒸汽疏水器都设计具有同一功能,基本上是用来释放蒸汽系统中凝析液和非凝析气体(如空气),同时防止新鲜蒸s的泄漏。目前,市场上有各种各样的蒸汽疏水器用于各种不同用途。Velan公司生产的双金属片式蒸汽疏水器是于1950年代投放市场的,但在蒸汽疏水器设计中仍有新产品创新。固定孔疏水器首次进入工业应用是于1850年代。第一个脉冲式蒸汽疏水器专利是由英国于1878年授权的。Armstrong国际公司于1911年发明了倒吊桶式蒸汽疏水器。其他常用的疏水器(比如热静力式波纹管式疏水器)问世都相对较晚,但也有相当长一段时间了。例如,Bestobell Steam公司向市场投放的Delta Element蒸汽疏水器已有60年的历史了。该公司的生产经理Karl Lutkewitte表示单刀双金属片n疏水器是设计用来解决两个蒸汽疏水器长期存在的难题:固有蒸汽损失和疏水器失灵造成的蒸汽损失。常规倒吊桶式疏水器是数十年来蒸汽工业使用的主流产品,但存在泄漏少量蒸汽的问题。圆盘式疏水器也存在泄漏新鲜蒸汽的问题,而且由于周期性运行使得圆盘底部表面磨损,新鲜蒸汽n漏速度可能会快速增大。与此相反,双金属片热静力式/热动力式蒸汽疏水器和一些热静力式波纹管式疏水器在操作过程中使用任何新鲜蒸汽都不会产生任何泄漏。这主要是因为这些类型的疏水器不循环释放凝析液,而是控制凝析液的形成速度和流动速度。这种平稳的控制以及移动部件使用数量减少使得Delta Element蒸汽疏水器的寿命比普通循环释放式蒸汽疏水器高3~4倍。
检测仪有助尽早查出问题
正如Lukewitte所言蒸汽疏水器会在某个时候损坏的,但不幸的是,使用者并不知道蒸汽疏水器何时发生损坏。UE Systems公司的Gary Mohr解释说完全损坏的蒸汽疏水器很容易检查出来,但问题是在完全损坏之前如何检查出失灵的蒸汽疏水器。使用超声检测可以检测出失灵的蒸汽疏水器,使用超声检测进行日常检查可以获得98%以上的准确率。
较为常用的检测仪是手提式TM5超声和温度检测仪。手提式TM5超声和温度检测仪是TLV公司的TrapMan蒸汽疏水器电脑管理系统的其中硬件部分。TrapMan蒸汽疏水器电脑管理系统的另一部分是TrapManager软件,对整个工厂的蒸汽疏水器进行广泛的数据分析。通过将现场测试结果与存储的TLV公司在可控条件相同疏水器的实验分析数据进行比对,该系统可以在15秒内诊断出现场蒸汽疏水器的使用状况。这对于拥有成百上千个蒸汽疏水器的工厂来说颇具吸引力。在自动牟檠模式下,手提式TM5超声和温度检测仪可由经过少许培训的人员使用。
TLV公司计划在2007年底向北美市场投放PT1 Pocket TrapMan小型检测设备。PT1 Pocket TrapMan也是基于超声奈露燃觳猓可以使熟练的技术人员更为迅速准确地对蒸汽疏水器和阀门的使用状况进行判断。这种小型手持式检测设备可以在其内存中存储高达100种蒸汽疏水器/阀门检测结果。TLV公司已经向市场提供了PenCheck掌上电脑基蒸汽疏水器管理系统。该系统可用于管理小规模和中等规模蒸汽疏水器系统,可以允许蒸汽疏水器数量最多为1000套。
目前,市场上其他蒸汽疏水器监视和管理系统包括Yarway公司的TrapMaster软件、Armstrong公司的SteaEye和SteamStar系统、Bestobell公司的Steam Tector手提式超声裂缝检测仪。
斯派莎克公司(Spirax Sarco)声称可以为全球市场提供应用最多的蒸汽疏水器,包括6大规格,尺寸从0.25英寸至4英寸,承压能力为1940毫米汞柱(psig),疏水能力为300000磅/小时。该公司还推出STMS电脑控制蒸汽疏水管理系统为客户实施全厂范围的疏水器调查。通过该系统,失灵的蒸汽疏水器一目了然,蒸汽损失也可以自动计算出来,然后反馈给系统,有利于精确替换失灵的蒸汽疏水器。
传感器助力蒸汽疏水器
该公司研究中心主任Richar Carmichael表示Spirax Sarco公司正l致力于一项综合开发工程,以开发一种具有足够成本优势从而可以安装在市场上大多数蒸汽疏水器之上的声学性能传感器。目前,该公司开发的Pivotrol PTF4型凝析液泵已经证明在许多凝析液回收系统具有显著的使用效果。这种凝析液泵是专门设计用来满足特种用户需求的,可靠性高,维修成本低。这对于凝析液回收系统至关重要,因为一旦凝析液泵失效,整个蒸汽系统也将随着陷入瘫痪。
美国亚威公司(Yarway)也已经开发出一种传感器,并安装在自己生产的蒸汽疏器上。这种新开发出来的传感器属于非侵入式电子SmarTrap系列监视器,是专门设计用于该公司生产的711/721系列Unibody Plus圆盘式蒸汽疏水器。SmarTrap系列监视器永久固定安装在蒸汽疏水器的盖上。监视器上带有两个灯(红灯和绿灯)用来指示蒸汽疏水器的工作状况,无须打开蒸汽疏水器进行检查。
Armstrong公司开发的SteamEye系统可用于远程监视蒸汽疏水器的工作状况。该公司的全球市场部主任Tom Henry表示SteamEye系统的基础部件是一个无线发射机(使用声或者无线电信号)向位于工厂中心的接收机终端发送信号,然而通过网络将信息传送至工厂的内部系统。这样工厂的管理系统可以通过该系统全面掌握每个蒸汽疏水器的工作状况。用户可以在任何地方通过口令保护界面登陆该公司的网络,从而实现远程监视和控制。Armstrong公司计划扩大其SteamEye/SteamStar的应用。该公司正在开发一种安全泄压阀门和凝析液泵用监视器。
所有的化工厂通过使用蒸汽疏水器和管理系统都将提高整体蒸汽使用效率。蒸汽疏水器尽管已┎皇粲诖葱滦筒品,但借助新技术和新工作,仍然可以在全球化工厂节能征程中谱写新曲。