基于FT14浮球式疏水閥的故障分析及研究

孫忠日， 張靈曉

（1.吉林煙草工業有限責任公司 延吉卷煙廠，吉林 延吉133000；2.陜西鐵路工程職業技術學院，陜西 渭南714000）

0 引言

蒸汽在煙草行業制絲工藝設備上廣泛應用，煙葉（梗）的回潮、煙葉（梗絲）的加料、煙絲的再回潮及干燥等眾多工藝都是借助于蒸汽來完成的。煙葉制絲的多種工藝都需要用到大量蒸汽，因此蒸汽疏水閥用量大，分布在生產車間的各個工序。

疏水閥排冷凝水不暢通時或者不能及時排除，會導致筒類設備熱風的調節系統失效、干燥類設備循環風調節系統失效，進而影響物料的水分、溫度等關鍵工藝參數異常變化，制約著制絲產品的工藝質量；疏水閥發生內漏不僅造成蒸汽能源的浪費，而且使整個蒸汽系統背壓增加，嚴重威脅著企業的生產安全，此外疏水閥故障造成設備異常停機引發生產斷流，會增加批次物料干頭干尾的比重，導致產品質量下降，無法實現精益生產。

因此對疏水閥采取科學、有效、精益化的管理顯得尤為重要，為預防、減少或乃至消除上述故障的發生，運用多年來的設備維修和管理經驗，對疏水閥的常見故障發生的原因進行分析，總結了相對應的方法、措施及應急性方案，使設備管理更具有針對性、預見性、有效性。

1 FT14浮球式疏水閥的結構及工作原理

FT14浮球式疏水閥主要由閥體、閥蓋、主閥裝置、液囊（副閥）裝置、浮球及連桿機構等六部分組成（本文未介紹帶破蒸汽汽鎖裝置），如圖1所示。

1.1 液囊裝置工作原理

圖1 浮球式疏水閥工作原理簡圖

圖2 液囊裝置工作原理簡圖

FT14疏水閥核心裝置之一是液囊裝置，如圖2所示。液囊里面充滿了特殊液體和水的混合物，它的沸點比水低，設備起機階段時溫度較低，液囊處于松弛狀態，閥芯離開閥座全開，可完全排除蒸汽管路內部的不可凝結氣體，這是所有壓力平衡式疏水閥的一個重要特點，也是能夠排除空氣的原因。此外液囊中的混合物的濃度決定著疏水閥在低于飽和蒸汽溫度的排冷凝水溫度。

1.2 疏水閥工作原理

當蒸汽設備開啟時，疏水閥溫度相對低，閥是處于常溫狀態，液囊收縮，副閥口全開，連續排放出不可凝結氣體，達到快速啟動設備的目的；當冷凝水經過壓力平衡式疏水閥時，熱量傳遞給液囊中的液體，在蒸汽到達疏水閥前，液體受熱蒸發，蒸發后的氣體壓力使液囊膨脹，閥芯壓向閥座，副閥門關閉，此時蒸汽無法通過副閥口進入下游設備，冷凝水不斷在閥體內存儲并且液位逐漸上升，當浮球受到的浮力大于臨界值時，主閥閥口打開將閥體內的冷凝水排出；當使用蒸汽設備停止時不再產生冷凝水，杠桿浮球隨著液位的下降將主閥口關閉，主閥口總是在冷凝水水位以下，形成密封狀態，因此不會產生蒸汽泄漏。

2 FT14浮球式疏水閥的常見故障及分析

結合煙草制絲設備安裝的疏水閥的使用情況，總結歸納以下常見故障：疏水閥泄漏蒸汽、疏水閥不疏水和加熱設備加熱速度慢。為預防、減少和消除各類故障的發生，通過對故障原因分析，結合相關經驗，提出了有效的處理措施和方法。

2.1 疏水閥蒸汽泄漏故障及分析

蒸汽泄漏是浮球式疏水閥的常見故障之一，泄漏不僅浪費蒸汽，而且存在燙傷操作人員的安全隱患，出現蒸汽泄漏主要體現在回收冷凝水系統背壓增大、回收冷凝水管路溫度升高。產生泄漏主要有以下幾種原因：

1）安裝不正確，導致疏水閥失效。在日常維保或更換新疏水閥時易出現此類狀況，因此在維保時要保證安裝后的流向和位置正確，同時閥體銘牌上的箭頭應朝下。

2）閥門關閉不嚴，導致蒸汽泄漏。一般此類現象多出現在管理系統改造后或者上游過濾器失效，使雜質、焊渣等進入到閥體內卡澀閥芯閥座，通常此類故障可通過拆卸疏水閥清洗卡澀處即可排除故障，若出現特別嚴重的卡傷需要抽出銷軸、拆卸主閥，檢查主閥密封面，進行研磨維修，同時打開排空氣卡扣，檢查閥芯閥座密封面，若為卡傷可以使用金相砂紙研磨，若密封面損傷嚴重的，可以更換備件、更換墊片。

3）內部腐蝕，導致蒸汽泄漏。冷凝水具有一定的腐蝕性，長時間在具有腐蝕的環境下工作會引起疏水閥內部零件腐蝕，根據腐蝕程度不同泄漏的程度也不同，因此要科學地開展計劃性的維護工作，及時更換疏水閥。

2.2 疏水閥不疏水故障及分析

疏水閥不疏水（堵塞）故障會使凝結水滯留，導致蒸汽輸送管線的蒸汽品質下降，水擊頻次增加，或使蒸汽設備凝結水排放點的用汽設備喪失功能。疏水閥不疏水主要有以下幾種原因：

1）選型錯誤。檢查系統最大工作壓差是否高于疏水閥的最大允許壓差，若壓差過大浮球式疏水閥則無法開啟，應及時更換疏水閥。

2）雜質堵塞導致主閥無法開啟。可以通過檢查過濾器和疏水閥，清洗疏水閥，清除雜質，做好計劃性的維護工作。

3）浮球破裂導致主閥無法開啟。一般情況管路內發生水錘現象，導致浮球破裂，要排除水錘現象并更換浮球。

4）背壓過大。檢查疏水閥是否存在高背壓，若存在則建議使用自動疏水閥泵。

2.3 加熱設備加熱速度慢故障及分析

加熱設備加熱速度慢會造成企業浪費能源無法準時化生產，嚴重制約企業生產效率。加熱設備加熱速度慢主要有以下幾種原因：

1）疏水閥選型過小。選型過小會造成蒸汽系統產生的冷凝水不能夠及時排出，導致設備積水使用蒸汽設備穩定性下降，同時也影響蒸汽的使用效率。發生此類故障要檢查差壓及排量，考慮安全系數并正確選型。

2）選型錯誤。檢查系統的最大工作壓差是否高于疏水閥的最大允許壓差，如不符合要求，應該地及時更換疏水閥。

3）蒸汽汽鎖。當管路過長時，上游管路內部滯留冷凝水使系統產生蒸汽汽鎖，應該更換成帶有破蒸汽汽鎖的疏水閥。

3 結語

通過本文介紹可幫助設備管理人員、維修人員快速排除FT14浮球式疏水閥的故障，有利于提升制絲蒸汽使用設備的運行效率，同時應該建立疏水閥維保檔案以便實施科學、系統、高效的設備管理，并且企業建立疏水閥的經驗庫和病例庫，進而助推煙草行業高質量發展。