众所周知，造纸行业是蒸汽耗能大户，故节能降耗与企业的经济效益密切相关。杭州西湖阀门厂在长期实践中，对纸机干燥部的节能技术已积累了丰富的成功经验，可以为此作出贡献。

　　造纸机干燥部的特点是：

　　1、蒸汽消耗量大，达103～104kg/h，甚至更大，因此，设备中所生成的凝结水量也大。

　　2、为保证抄造纸质量，工艺上要求各烘缸有一定的温度分布曲线。

　　造纸机蒸汽节能与“李氏”牌疏水阀的关系

　　造纸机干燥部是进行快速热交换的用汽设备。为确保蒸汽的汽化热得到充分利用，设备在运行中必须做到：第一，不能漏掉蒸汽。第二，要及时排除烘缸中因热交换而生成的蒸汽凝结水。蒸汽疏水阀是起自动阻汽排水功能的特殊阀门，所以它的性能优劣是蒸汽节能的关键。但疏水阀发展至今，虽几经换代，品种繁多，然而长期来总受种种问题困忧，不能尽如人意。为此，我国疏水阀专家李嘉贵先生倾注毕生心血，在长期实践中总结研究了以往各型疏水阀的优缺点，在技术上进行创新突破，经优化设计，首创我国环保型节能专利精品

　　“李氏”牌新型自由半浮球式蒸汽疏水阀，经国家测试性能优异，在主要节能指标上达国际先进水平，多次获国际、国内大奖。“李氏”阀的动作原理是依据阿基米德原理及伯努利方程。“李氏”疏水阀的性能特点是：

　　1、进行汽水分离，且在水封状态下工作。使蒸汽泄漏率特别低（<0.2％），大大低于其他疏水阀。并且由于精心加工，更使其无负荷漏汽率接近零，该指标明显优于国际先进水平。

　　2、“李氏”阀的过冷度小于3℃，保证了其排水充分及时。

　　3、作为阀瓣的“半浮球”动作时，兼作上下与自转运动，使其密封点随机分布，且密封口呈相互磨合状态，使密封既严密又磨损小，确保了阀的长寿命。

　　4、该阀最高背压率大于85％，有利于凝结水无泵背压回收工程之实施。

　　5、半球浮子呈倒置式开口状，故耐“水击”。

　　6、“李氏”阀的国家专利技术，彻底解决了运行中的不凝气体排除问题，所以绝无“气堵”，保证其工作稳定可靠。

　　此外，“李氏”牌疏水阀系列的工作范围几乎覆盖了实际可能遇到的各类疏水问题，包括工作压力，排水量等。所以，自从产品问世以来，深受广大用户欢迎，在全国各行业中广泛应用，均收到显著的节能、节水和环保效益。

　　由于“李氏”牌疏水阀漏汽率特别低（<0.2％），过冷度小（<3℃），所以排水快，且工作稳定可靠，使用寿命长，非常适合于纸机烘缸疏水系统。因此，可以说“李氏”阀的开发应用使造纸机的节能技术提高到一个新水平。

　　“李氏”牌新型自由半浮球式蒸汽疏水阀简介

　　由前面介绍的情况知：疏水阀虽几经换代，品种繁多，但实际使用中一直受一些问题困忧而不能尽如人意。所以，人们迫切希望有一种高效节能，维护方便，使用寿命长的理想疏水阀问世。八十年代初，日本TLV公司推出了FUO式蒸汽疏水阀，立即引起人们的注意。我国疏水阀专家李嘉贵先生于1982年就敏锐地注意到日本的这一科技新品信息。在一无资料，二无样品的情况下，全力投入了这方面研究，既吸取UFO的巧妙构思，又博采自由浮球式和钟形浮子式的优点，通过不断实践，经历上千次试验，在技术上进行创新与发展并优化设计，终于首创我国环保型节能专利精品－－“李氏”牌新型自由半浮球式蒸汽疏水阀。经国家机电部疏水阀质量监督测试中心检测，全部性能指标符合国家标准（GB12251－89和ZBJ16007－90标准）。其中主要节能指标（如无负荷漏汽率、最高背压率等）优于国际先进水平。并荣获包括首届“中国专利新技术新产品博览会金奖”、“第五届亚太地区国际贸易博览会金奖”等在内的多项国际、国内大奖。被列入“中国最新高精专利技术二千项”之一。入选《今日中国名优新特产品精选》等等。产品一推出，深受广大用户的青睬。十几年来已在全国各行业迅速推广应用，为企业带来巨大的经济效益。

　　“李氏”阀的工作原理是依据阿基米德原理及伯努利方程。

其结构如图10所示

图10排水状态
1－阀盖； 2－阀体； 3－过滤网； 4－UFO； 5－排水喷嘴；
6－发射导管； 7－发射台； 8－过滤网堵；

　　疏水阀启动前，半浮球（UFO）沉在发射台（7）上，当凝结水在进出口压差作用下经过滤网（3）、发射导管（6）上部小孔流入阀腔，最后从排水喷嘴（5）排出（见图10所示的排水状态）。当蒸汽进入后，UFO内的凝结水逐渐被挤出，使其所受浮力渐增，直至UFO脱离发射台（7）。这时由于发射导管靠近顶端4个对称小孔喷出的蒸汽，对UFO内壁的冲量不对称，又由于UFO外壁和腔体距离不对称，以致形成UFO横向旋转的力矩，使UFO在阀腔内的运动状态具有立体空间的三个自由度，即似飞碟（UFO）那样兼作上下浮沉和水平旋转运动。同时UFO 内不凝性气体由“UFO”外流体运动引起的压差，形成泻流现象，不凝性气体经排气小孔随着凝结水一起迅速排出阀腔外，故该阀绝不会产生“气堵”。当UFO上升至与排水喷嘴吻合而关闭喷嘴，使其处于图11所示的阻汽状态。

　　图11阻汽状态

　　当凝结水再次进入UFO时，使其所受浮力渐减，以致UFO依靠重力对排水喷嘴形成一个启动力矩。当UFO内蒸汽压力的力矩小于这一启动力矩时，“UFO”就脱离喷嘴下沉。这时UFO又回到图10的排水状态。如此往复循环，达到自动阻汽排水的目的。
“李氏”牌疏水阀的性能特点是：

　　（1） 进行汽水分离，且在水封状态下工作，使蒸汽泄漏率特别低（<0.2％）大大低于其他疏水阀。并且由于精心加工，更使其无负荷漏汽率接近于零。该指标明显忧于国际先进水平。

　　（2） 过冷度小（ΔT<3℃），保证了其排水充分及时。

　　（3） 作为阀瓣的半浮球（UFO）动作中，兼作上下与自转运动，使其密封点随机分布，且密封口呈相互磨合状态，使密封既严密又磨损小，确保了阀的长寿命。

　　（4） 该阀最高背压率大于85％，有利于凝结水无泵背压回收工程之实施。

　　（5） 半球浮子（UFO）呈倒置式开口状，故耐“水击”。

　　（6） “李氏”阀特有的国家专利技术，彻底解决了该阀运行时的空气排除问题，所以绝无“气堵”，保证了阀工作的稳定可靠。

　　（7） “李氏”阀的内构件都是不锈钢件，强度高，耐汽蚀。

　　（8） 阀腔腔形的特殊设计，使“李氏”阀具有体积小排量大的优点，与日本同类产品比较，相同排量下体积几手缩小了一半。

　　（9） “李氏”阀最低工作压力达0.016MPa，创下了超低压大排量疏水阀之最。

　　“李氏”牌疏水阀的优异性能来源于技术上的精益求精，更来自于其科学设计和结构合理。它只有一个活动件一半浮球（UFO），其类似于飞碟式的运动自如确保了该阀工作灵敏可靠。“UFO”既是浮子，兼作阀瓣，又具有开闭阀门的杠杆增力作用，真可谓一身三职。半浮球在UFO式运动过程中，球面上任一点都可能与阀座喷嘴吻合，因而充分分散了机械撞击和磨损，加上其材质都是高强度耐腐蚀的不锈钢，保证了它具有其他疏水阀难以达到的长寿命。“李氏”阀开口的半球浮子是自由的和排水口在阀上方的设置，既无钟形浮子式杠杆结构因汽蚀失效之虑，也无自由浮球式因排水口积垢影响排水和空心全浮球结构怕汽蚀、不耐“水击”之虑。因而“李氏”阀是一个高科技产品，正是由于它的理想完美的设计和精堪制作工艺，保证了它具有前所未有的高性能高品质。

　　“李氏”牌疏水阀的选用

　　要依照用汽设备的工况来决定“李氏”阀的正确选用。

　　（1）工作压差。即疏水阀进出口的压力差值。若压力波动时，压差应取最大值。疏水阀进口压力应依据用汽设备的最大正常工作压力计算。

　　（2）用汽设备每小时凝结水生成量。由它来决定所选用的疏水阀排量。凝结水生成量，是与用汽设备热交换热量相对应的。若缺乏有关资料，则可结合用汽设备实际情况，对其凝结水生成量进行估计，或实测。

　　疏水阀的最大排量＝备用系数×用汽设备的凝结水量。

　　一般备用系数取2～4。

　　（3）用汽设备凝结水出口的通径大小及形式（通径DN大小以mm为单位，接口形式有螺纹和法兰两种）。

　　总之，要依据上述三方面对照本厂产品说明书（或样本），在产品系列中选用合适的规格。

　　目前，“李氏”牌疏水阀系列的工作范围几乎覆盖了实际可能遇到各类疏水问题。工作压力有中压（0～2.5MPa）、低压（0～1.6MPa），排水量有如小型硫化机（10～30kg/h）一直到如大型化工中干燥反应釜、啤酒生产的煮沸锅（8～20t/h）等。阀体材质有铸铁、铸钢、不锈钢等适合普通和特种用途。接口连接有国标、机标、石化标准JIS、DIN标准等。
三段供汽疏水系统和应用“李氏”阀单段供汽疏水系统的比较过去有些单位在纸机干燥部采用昂贵复杂的三段供汽疏水系统，而不愿用投资很省操作方便的单段供汽疏水系统。究其原因不外是：

　　1、抄纸过程中，为保证抄造纸质量，要求烘缸表面温度达到工艺设计的温度曲线分布。而以往因疏水阀性能不过关，用一缸一阀的单段供汽疏水系统保证不了烘缸表面温度曲线分布要求，所以只好采用投资量大的三段供汽疏水系统。

　　2、三段供汽的设计者认为该系统可以利用高温段凝结水扩容降压产生二次蒸汽为低温段使用，似乎这样会节能，事实并非如此。
现在看来，由于高性能高品质的“李氏”牌疏水阀的开发应用，十多年来事实证明，一缸一阀的单段供汽疏水系统中应用了“李氏”阀，不但能保证抄纸过程中烘缸表面温度曲线分布要求，而且更节能、更可靠、使用寿命长。更重要的是它比复杂的三段供汽疏水系统投资省得多。

　　再从节能角度来分析，三段供汽的设计思想也存在不足之处。三段供汽有二步利用凝结水的汽水分离器，若在0.15MPa下高温凝结水饱和温度为127.43℃，经汽水分离器扩容降压至0.05MPa产生二次蒸汽，凝结水的饱和温度降为111.38℃，则其利用的热能充其量也只有69.2KJ/kg，仅占0.15MPa饱和蒸汽热焓值2717KJ/kg的2.45％。但三段供汽疏水系统中，进入烘缸的蒸汽处于“直通”状态，使进入烘缸的蒸汽中约有35％的蒸汽没有来得及放出汽化热就直接进入管路系统。由于管路系统的散热，形成很大的能源浪费。以比较保守的估计，其浪费的热能占20％计算，则三段供汽疏水系统中，蒸汽的浪费约为用汽总量的8％，与它所利用的二次蒸汽最多只占蒸汽总热能的2.54％相比，可以说，一般的三段供汽系统是不节能的。而在应用“李氏”阀的一缸一阀单段供汽疏水系统中，已知“李氏”阀蒸汽泄漏率<0.2％，且直接装在烘缸出水口，接口管道短，所以散热甚微，即使该系统总体损耗蒸汽热能以漏汽率1％计算，也比三段供汽疏水系统节能得多。

　　我厂在宁夏美利纸业有限公司、陕西汉中百事特纸业有限公司对多缸纸机实施单段供汽，并实现凝结水无泵背压回收的技改工程中都取得了良好的经济效益就是最好的证明。

　　实例 宁夏美利纸业有限公司

　　该公司1880＃纸机和1760＃纸机，生产定量55克书写纸，原采用投资大的三段供汽系统。但1998年投产后，因三段供汽系统单耗高（比计划高12％），车速慢，产量达不到要求。1999年7月应用“李氏”牌疏水阀进行一缸一阀的单段供汽系统技术改造，经蒸汽计量测定同期比较得：吨纸节汽1.315～1.445吨，吨纸汽耗降幅达23.07～25.27％，车速由220m/min提高到240m/min，且抄纸质量明显提高。

　　其原因是：“李氏”牌疏水阀既明显减少了蒸汽泄漏，又及时排除了烘缸内生成的蒸汽凝结水，由推算知，此举使烘缸的热交换效率提高了43.5％。

　　“李氏”高温凝结水无泵背压闭路回收系统

　　蒸汽凝结水是个宝，它不但因温度高而含有大量“显热”，还是洁净的软水，无需软化处理可直接供锅炉使用。回收它不仅可以节约大量蒸汽热能，还节约了宝贵的水资源，也大大减少了“三废”排放量，促进环境保护，其社会、经济效益均十分可观。所以，利用“李氏”阀突出的高背压率性能，可实施凝结水无泵背压闭路回收，使节能降耗更上一个新台阶。我们可以来算一笔帐：

　　如一台10吨锅炉，每天产汽20小时，一年运行300天，则其年产汽量为6万吨，按凝结水回收率为95％计算，其经济效益如下：

　　1、节能效益：若凝结水温度为85℃，则10吨凝结水的热能约为1吨0.4MPa饱和蒸汽的热焓，所以一年所回收凝结水的热能相当于节省5700吨蒸汽，其效益约为45.6万元。

　　2、节水效益：若每吨软水价为4元，则一年所回收的凝结水价值22.8万元。

　　3、减少排污费：以一吨水的排污费为2元计算，则一年所回收的凝结水可减少排污费11.4万元。

　　所以该项目所产生总的经济效益为79.8万元。

　　回收蒸汽凝结水的方法归纳起来可分三类：

　　1、重力回收：它是利用水往低处流的道理设计，故它对地形有特殊要求，一般无法采用。

　　2、加压回收：需设置蓄水池（或压力容器）， 热水泵（也有采用热泵）及相关的控制设备等。占地、耗电、易损、费钱。

　　3、“李氏”凝结水无泵背压闭路回收系统：其特点是无需动力，结构简明，投资最省，回收率在95％以上，且使用寿命长。

　　系统的组成：除烘缸出水口安装的“李氏”疏水阀外，其余是起科学合理设计的不同作用的阀门和管道。

　　系统运行原理；利用“李氏”阀的高背压率性能，由“李氏”阀后的可利用背压驱动，以及利用高温凝结水在密闭管道中流动时密度变化规律将蒸汽凝结水输送到锅炉房软水槽或其他所需目的地。

　　无泵背压闭路回收系统的设计要依据用汽设备工况及其地形条件，进行疏水阀单元配置及管路水力计算后确定方案。

　　“李氏”凝结水无泵背压闭路回收系统流程示意图如下：

　　我厂已成功的实施了数百项凝结水无泵背压闭路回收工程，涉及多种不同行业的用汽设备，均一次安装调试成功，效益显著。也许有人说，该系统这么简单，没有什么东西，我们认为，为解决同一实际问题，谁的办法既简单又省钱，谁的水平就高。

　　杭州西湖阀门厂热切期望与造纸行业同仁密切合作，奉献我们的高科技产品和技术，共同为提高造纸企业的经济效益作出我们的贡献。