我们有一个数据, 来自于美国能源部 (DOE) 的估计,在美国制造商燃烧掉的所有燃料中,只有超过 45 % 的燃料被用于产生蒸汽。“蒸汽可用于加热原料和处理半制成品。蒸汽除用于供热和发电之外,还是设备的一个动力源。但是蒸汽并不是免费的。每年通过锅炉产生蒸汽的费用大约为 180 亿美元(1997 年的数字)。”
一般而言,蒸汽是传递热能的一种非常有效的方法,因为从水产生蒸汽所需的潜热相当大,并且蒸汽易于在加压管道中流动,能够以可控制的成本来输送能量。在蒸汽到达使用位置之后,它会把潜热释放给周围环境或过程,本身冷凝为水,必须返回到锅炉再转化为蒸汽。
有几种状况监视技术可用于对蒸汽系统进行监视,以确定蒸汽的利用效率。红外 (IR) 热成像或红外线测温仪就是其中的一个技术,其中,技术人员使用热成像仪来捕获设备与结构表面温度的二维图像。
蒸汽系统的热图像可揭示系统部件的相对温度,因而指示出蒸汽系统部 件的工作效率。
检查什么?
使用超声波和热量检查技术的组合,可显著提高对蒸汽系统内部问题的检测速度。检查所有凝汽阀和蒸汽输送管线,包括地下管线。另外,对热交换器、锅炉和使用蒸汽的设备进行扫描。换言之,用热成像仪检查蒸汽系统的每个部分。
寻找什么?
凝汽阀是用于从系统中移除冷凝水和空气的阀门。检查过程中,通过热量检查和超声波检查来识别有问题的凝汽阀,看它们是不能打开还是无法关闭。一般来说,如果热图像显示较高的进口温度和较低的出口温度(< 212 °F 或 100 °C),则说明凝汽阀工作正常。
此图显示了输送到供暖、通风和空调装置管道中的蒸汽情况。在进汽管线中垂直管的底部发现有冷凝水。
换个角度看,在一个压力为 100 psig 的蒸汽系统中,如果一个中等大小的凝汽阀无法打开,则每年将浪费掉大约 3000 美元。如果您的设施在三到五年内对凝汽阀没有进行过维修,则 15% 到 30% 的凝汽阀可能会出现问题。这样,如果在压力为 100 psig 的系统中有 60 个中等大小的凝汽阀,则“流失”的热量损失每年可能会在 27,000 美元和 54,000 美元之间。
随后的行动
美国能源部有关凝汽阀性能评估的计划建议,将视觉、声音和温度测量作为用于检查凝汽阀的主要技术。根据他们的数据,每年使用红外技术对凝汽阀和相关设备进行一次基本检查,可将蒸汽损失降低 50 % 到 75 %。
实现蒸汽管理计划的一个合理途径是基于**、蒸汽/能量损失以及对生产和质量可能造成的影响,建立起一个维修优先顺序。
每当使用热成像仪发现问题时,请使用相关软件将结果记录在一个报告中,包括设备的一个热图像和数字图像。这是报告您所发现的问题并提出维修建议的*佳方式。
* 来源:美国计划协会华盛顿州分会
如果进口温度明显低于系统温度,则蒸汽未达到凝汽阀。查找上游存在的问题 – 关闭的阀门、管道堵塞等。如果进口和出口温度相同,则凝汽阀可能无法打开,并且正在向冷凝管线中“吹扫蒸汽”。这种情况下,系统仍能运转,但具有明显的能量损失。如果进口和出口温度较低,则说明凝汽阀无法关闭,冷凝水正在灌注凝汽阀和进口管线。
在系统运行时,还要使用热成像仪对以下位置进行扫描:蒸汽输送管线有无堵塞(包括关闭的阀门),地下管线有无泄漏,热交换器有无堵塞,锅炉(特别是其耐火材料和隔热层),使用蒸汽的设备有无异常,以及*近维修过的地方以确认是否维修有效。
设计一条定期检查路径,将设施内所有关键蒸汽系统部件包括在内,这样就可对所有凝汽阀门每年至少检查一次。
较大或更为关键的凝汽阀应更频繁地进行检查,因为潜在的热损失较大。随时间的推移,这一过程可以帮您确定热点或相对的冷点状况是否正常,并帮您验证维修是否有效果。
什么情况表示“红色警报”?
蒸汽的温度非常高,并且通常在很高压力下输送,因此,应给予可带来**危险的状况*高的维修优先级。许多情况下,要处理的其次重要问题是那些可影响生产能力的情况。
故障的潜在成本有多大?
蒸汽系统完全瘫痪的生产操作的成本,因行业的不同而所有差别。
大量使用蒸汽的行业包括化工、食品和饮料加工以及制药等。这些行业每小时的停产成本估计在 700,000 美元和 1,100,000 美元之间。*
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