在大多數化工廠里,工廠管理者和操作者面臨提高工藝過程能源使用效率的壓力越來越大。美國化學工業如何應對這一挑戰也體現在2006年10月由美國化學工業協會(ACC)舉辦的2005年度責任關懷能源效t獎頒獎會上。在此次頒獎會上,共有11家企業獲得26個獎項,主要是獎勵他們在公司范圍或者工廠范圍實施了各種能源效率改進措施,并獲得了顯著效果。ACC主席兼首席執行官Jack Gerard指出自從1970年,責任關懷公司已經將單位產出燃料和電力消耗減少了46%;在過去的5年中,這些公司將其溫室效應氣體的排放削減了26%以上。責任關懷能源效率獎也展示了美國化學工業在提高能源使用效率方面作出的努力和獲得成就。
盡管許多獎項授予了特殊工藝改進工程,工廠礎設施在整個能源平衡中的重要性并沒有被忽視。其中最為顯著的一個例子是杜邦公司位于德克薩斯州Orange的Sabin River Works工廠因其降低能源行動而獲獎;杜邦公司位于弗吉尼亞州Belle的Belle工廠因其降低溫室氣體排放而獲獎;埃克森美孚化學公司則因其位于德克薩斯州Baytown烯烴裝置廢熱發電工程和其位于路易斯安娜州Baton Rouge的鍋爐能源利用效率提高而獲獎。
關注工廠基礎設施提高能源效率可以有助于企業認識到許多現在仍有很多人認為不會產生經濟效益的工廠部分也有產生經濟效益的潛力。蒸汽系統就是一個很好的例子,特別是采取了蒸汽疏水管理更是如此。
Jame D. Acers公司的Mike Acers表示化學工業和石化工業的問題是認為蒸汽疏水器不會給公司帶來經濟收入。蒸汽疏水器僅僅被看作維持工藝正常運作的一個必要付出。Jame D. Acers公司是美國Velan公司、Montreal公司、Quebec公司和英國Leicester公司出產的雙金屬片式蒸汽疏水器在美國的經銷商。Mike Acers認為說服人們相信良好的蒸汽疏水管理會帶來效益可能要廢些時日。
重要性得到認可
然而,美國化學工業中還是有些人意識到蒸汽疏水器的重要作用。杜邦工程技術公司的能源工程組顧問Dan Davorak認為蒸汽疏水器和蒸汽疏水管理是蒸汽管理的基礎。杜邦工程技術公司在全世界范圍內擁有數千家蒸汽使用工廠,其中包括綜合辦公樓、研究機構和生產企業。Dan Davorak認為如果不能在日Ч芾碇形護好蒸汽疏水器,經過數年之后,杜邦工程技術公司在全世界的工廠中將有25%~35%的蒸汽疏水器處于失靈狀況。
蒸汽專業企業TLV公司的總裁James Risko認為杜邦工程技術公司的狀況與其他公司類似。他指出如果一個工廠沒有一個包括全年調查和維修的蒸汽疏水管理措施其全部蒸汽疏水器中將有50%左右處于不良狀況。
杜邦工程技術公司采取了一種切實可行的方法來安裝和維護蒸汽疏水器。Dan Davorak認為最好的操作很大程度上取決于安裝和使用。例如,對于日常維護來說,工廠使用的SAP公司的企業資源計劃系統將促進生產領域向檢測疏水器擴展。最好的操作可有助于工藝設備的正常運裝,減少停車頻率。因此選擇最好的操作方法對于工廠的蒸汽疏水系統的正常運行極其重要。Dan Davorak指出最好的操作就是把合適的疏水器安裝在確的地方,并確保根據實際情況定期進行檢測。
Dan Davorak強調說杜邦公司的使用和管理疏水器的方法是十分實用的。Dan Davorak表示杜邦公司深知如果對蒸汽疏水器系統的維護不好話,將會每年增加燃料成本8%~10%,因此有必要對蒸汽疏水器系統進行精心維護。
Jame D. Acers公司也提供了足夠的證據說明良好的疏水器系統管理的重要性。最好的例子是Murphy Oil公司在威斯康星州的Superior煉油廠取得了明顯的成效。在1998年,通過對Superior煉油廠3000套蒸汽疏水器整體狀況的分析,對失靈的疏水器進行升級和更換。最初的工作包括漏縫維修和改進凝析液回收系統,施工工期為4個月。從那時起,這種維修工程每兩年進行一次。作為回報,Superior煉油廠取得了很好節能效果。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公司的總裁Brue Gorelick表示人們在談論蒸汽疏水器的時候對其重要性往往認識不夠。Enercheck Systems公司是一家與超聲探測設備供應商UE Systems公司合作的能源咨詢機構。Brue Gorelick極力鼓勵化工廠采用蒸汽疏水器管理系統,尤其對于蒸汽使用大戶來說將取得意想不到的效益。
Jame D. Acers公司指出蒸汽疏水器是一個老套產品,但這不應成為被忽視的理由。蒸汽疏水器產生的效益可能不是十分顯著,但這是個日積月累的過程。
產品不斷創新
盡管所有的蒸汽疏水器都設計具有同一功能,基本上是用來釋放蒸汽系統中凝析液和非凝析氣體(如空氣),同時防止新鮮蒸s的泄漏。目前,市場上有各種各樣的蒸汽疏水器用于各種不同用途。Velan公司生產的雙金屬片式蒸汽疏水器是于1950年代投放市場的,但在蒸汽疏水器設計中仍有新產品創新。固定孔疏水器首次進入工業應用是于1850年代。第一個脈沖式蒸汽疏水器專利是由英國于1878年授權的。Armstrong國際公司于1911年發明了倒吊桶式蒸汽疏水器。其他常用的疏水器(比如熱靜力式波紋管式疏水器)問世都相對較晚,但也有相當長一段時間了。例如,Bestobell Steam公司向市場投放的Delta Element蒸汽疏水器已有60年的歷史了。該公司的生產經理Karl Lutkewitte表示單刀雙金屬片n疏水器是設計用來解決兩個蒸汽疏水器長期存在的難題:固有蒸汽損失和疏水器失靈造成的蒸汽損失。常規倒吊桶式疏水器是數十年來蒸汽工業使用的主流產品,但存在泄漏少量蒸汽的問題。圓盤式疏水器也存在泄漏新鮮蒸汽的問題,而且由于周期性運行使得圓盤底部表面磨損,新鮮蒸汽n漏速度可能會快速增大。與此相反,雙金屬片熱靜力式/熱動力式蒸汽疏水器和一些熱靜力式波紋管式疏水器在操作過程中使用任何新鮮蒸汽都不會產生任何泄漏。這主要是因為這些類型的疏水器不循環釋放凝析液,而是控制凝析液的形成速度和流動速度。這種平穩的控制以及移動部件使用數量減少使得Delta Element蒸汽疏水器的壽命比普通循環釋放式蒸汽疏水器高3~4倍。
檢測儀有助盡早查出問題
正如Lukewitte所言蒸汽疏水器會在某個時候損壞的,但不幸的是,使用者并不知道蒸汽疏水器何時發生損壞。UE Systems公司的Gary Mohr解釋說完全損壞的蒸汽疏水器很容易檢查出來,但問題是在完全損壞之前如何檢查出失靈的蒸汽疏水器。使用超聲檢測可以檢測出失靈的蒸汽疏水器,使用超聲檢測進行日常檢查可以獲得98%以上的準確率。
較為常用的檢測儀是手提式TM5超聲和溫度檢測儀。手提式TM5超聲和溫度檢測儀是TLV公司的TrapMan蒸汽疏水器電腦管理系統的其中硬件部分。TrapMan蒸汽疏水器電腦管理系統的另一部分是TrapManager軟件,對整個工廠的蒸汽疏水器進行廣泛的數據分析。通過將現場測試結果與存儲的TLV公司在可控條件相同疏水器的實驗分析數據進行比對,該系統可以在15秒內診斷出現場蒸汽疏水器的使用狀況。這對于擁有成百上千個蒸汽疏水器的工廠來說頗具吸引力。在自動牟檠模式下,手提式TM5超聲和溫度檢測儀可由經過少許培訓的人員使用。
TLV公司計劃在2007年底向北美市場投放PT1 Pocket TrapMan小型檢測設備。PT1 Pocket TrapMan也是基于超聲奈露燃觳猓可以使熟練的技術人員更為迅速準確地對蒸汽疏水器和閥門的使用狀況進行判斷。這種小型手持式檢測設備可以在其內存中存儲高達100種蒸汽疏水器/閥門檢測結果。TLV公司已經向市場提供了PenCheck掌上電腦基蒸汽疏水器管理系統。該系統可用于管理小規模和中等規模蒸汽疏水器系統,可以允許蒸汽疏水器數量最多為1000套。
目前,市場上其他蒸汽疏水器監視和管理系統包括Yarway公司的TrapMaster軟件、Armstrong公司的SteaEye和SteamStar系統、Bestobell公司的Steam Tector手提式超聲裂縫檢測儀。
斯派莎克公司(Spirax Sarco)聲稱可以為全球市場提供應用最多的蒸汽疏水器,包括6大規格,尺寸從0.25英寸至4英寸,承壓能力為1940毫米汞柱(psig),疏水能力為300000磅/小時。該公司還推出STMS電腦控制蒸汽疏水管理系統為客戶實施全廠范圍的疏水器調查。通過該系統,失靈的蒸汽疏水器一目了然,蒸汽損失也可以自動計算出來,然后反饋給系統,有利于精確替換失靈的蒸汽疏水器。
傳感器助力蒸汽疏水器
該公司研究中心主任Richar Carmichael表示Spirax Sarco公司正l致力于一項綜合開發工程,以開發一種具有足夠成本優勢從而可以安裝在市場上大多數蒸汽疏水器之上的聲學性能傳感器。目前,該公司開發的Pivotrol PTF4型凝析液泵已經證明在許多凝析液回收系統具有顯著的使用效果。這種凝析液泵是專門設計用來滿足特種用戶需求的,可靠性高,維修成本低。這對于凝析液回收系統至關重要,因為一旦凝析液泵失效,整個蒸汽系統也將隨著陷入癱瘓。
美國亞威公司(Yarway)也已經開發出一種傳感器,并安裝在自己生產的蒸汽疏器上。這種新開發出來的傳感器屬于非侵入式電子SmarTrap系列監視器,是專門設計用于該公司生產的711/721系列Unibody Plus圓盤式蒸汽疏水器。SmarTrap系列監視器永久固定安裝在蒸汽疏水器的蓋上。監視器上帶有兩個燈(紅燈和綠燈)用來指示蒸汽疏水器的工作狀況,無須打開蒸汽疏水器進行檢查。
Armstrong公司開發的SteamEye系統可用于遠程監視蒸汽疏水器的工作狀況。該公司的全球市場部主任Tom Henry表示SteamEye系統的基礎部件是一個無線發射機(使用聲或者無線電信號)向位于工廠中心的接收機終端發送信號,然而通過網絡將信息傳送至工廠的內部系統。這樣工廠的管理系統可以通過該系統全面掌握每個蒸汽疏水器的工作狀況。用戶可以在任何地方通過口令保護界面登陸該公司的網絡,從而實現遠程監視和控制。Armstrong公司計劃擴大其SteamEye/SteamStar的應用。該公司正在開發一種安全泄壓閥門和凝析液泵用監視器。
所有的化工廠通過使用蒸汽疏水器和管理系統都將提高整體蒸汽使用效率。蒸汽疏水器盡管已┎皇粲詿蔥灤筒品,但借助新技術和新工作,仍然可以在全球化工廠節能征程中譜寫新曲。