精益求精 更上層樓──高耗能企業(yè)蒸汽系統(tǒng)升級改造實(shí)例

貴州前進(jìn)橡膠有限公司 吳曉秋

精益求精 更上層樓──高耗能企業(yè)蒸汽系統(tǒng)升級改造實(shí)例

貴州前進(jìn)橡膠有限公司 吳曉秋

貴州前進(jìn)橡膠有限公司生產(chǎn)的工程車用實(shí)心胎，主要為國內(nèi)的十大叉車廠配套使用，市場占有量約50%左右。同時(shí)，還為英國華茲（Watts）工業(yè)輪胎公司生產(chǎn)OEM輪胎并返銷英國。2005年，我公司與斯派莎克工程（中國）有限公司（以下稱“斯派莎克”）合作對硫化機(jī)疏水閥、硫化機(jī)外溫控制系統(tǒng)的減壓站進(jìn)行了改造。改造后，實(shí)心胎的外溫合格率從85%提高到了99.7%，斜交胎的外溫合格率從98.27%提高到了99.96%，效果十分明顯。

2012年，我公司再次與斯派莎克攜手對全廠的蒸汽系統(tǒng)進(jìn)行了進(jìn)一步的完善和提高。主要目的是解決目前蒸汽系統(tǒng)存在的三大問題：第一，冷凝水回水總管存在背壓，導(dǎo)致處于冷凝水回收管道遠(yuǎn)端的疏水閥排水不暢，冷凝水回收罐排空管有大量的閃蒸汽冒出，既浪費(fèi)熱能，又污染環(huán)境；第二，第四車間的蒸汽系統(tǒng)內(nèi)含有過多的空氣，導(dǎo)致疏水閥偶爾出現(xiàn)“空氣氣阻”的情況，使得硫化機(jī)的溫度出現(xiàn)波動(dòng)；第三，第五車間的蒸汽系統(tǒng)內(nèi)含水量過多，使得有些硫化機(jī)的溫度上不去，每次都需要開啟旁通來幫助排水，但是這樣卻導(dǎo)致了蒸汽的泄漏。

消除冷凝水回水總管背壓回收利用閃蒸汽

硫化機(jī)的冷凝水通過疏水閥排放出來到冷凝水回水總管后，由于壓力降低，將會(huì)有閃蒸汽產(chǎn)生。而多個(gè)硫化機(jī)排出的冷凝水產(chǎn)生的閃蒸汽，聚集在回水總管和冷凝水回收系統(tǒng)內(nèi)，將會(huì)產(chǎn)生一定的背壓。當(dāng)這個(gè)背壓足夠高時(shí)，對于硫化機(jī)疏水閥的排水，尤其是處于冷凝水回水總管遠(yuǎn)端的疏水閥排水起到很大的阻礙作用，導(dǎo)致疏水閥排水不暢，硫化機(jī)溫度上不去或者是波動(dòng)厲害。同時(shí)，在回水罐的排空管處，有大量的閃蒸汽冒出。

幾個(gè)回水罐的冷凝水加起來大約200噸/天，以閃蒸率9%計(jì)算，閃蒸汽的量大約18噸/天左右。從集水罐排空管冒出的這些閃蒸汽，既污染了環(huán)境，又造成了熱量損失，若不加以利用，頗為可惜。

斯派莎克的技術(shù)人員通過現(xiàn)場調(diào)研后，提出改造建議：將幾個(gè)回水罐的排空管里的閃蒸汽，都通入斯派莎克的Vahterus汽-水換熱器，用來加熱職工的洗澡水和鍋爐的補(bǔ)給水。此方案可謂一舉三得，既可以將冷凝水回水總管和回水系統(tǒng)里面的閃蒸汽消耗干凈，避免了因閃蒸汽的溢出而污染環(huán)境；又可以徹底消除冷凝水回水管道遠(yuǎn)端的疏水閥排水不暢的情況；還可以將回收的閃蒸汽熱量用于加熱職工的洗澡水和鍋爐補(bǔ)給水。改造后節(jié)約的蒸汽熱量每年約折合人民幣100萬元左右。

排除空氣 提高換熱效率確保疏水閥正常工作

我公司的160多臺(tái)斜交胎硫化機(jī)在使用過程中，存在有些疏水閥不定時(shí)、不定點(diǎn)地出現(xiàn)不動(dòng)作、不疏水的現(xiàn)象，需要操作工敲打疏水閥才能使它重新工作，操作工形象地把這種現(xiàn)象叫做“疏水閥打瞌睡”。

斯派莎克的技術(shù)人員指出，這是由于蒸汽系統(tǒng)里面含有過多的空氣造成的，被稱為“空氣氣阻”，不管選用什么類型的疏水閥總是會(huì)出現(xiàn)的。所以，疏水閥的基本功能除了及時(shí)排放冷凝水外，還要能夠排出空氣。

因此，對于熱動(dòng)力式疏水閥來說，當(dāng)蒸汽系統(tǒng)里面的空氣含量多時(shí)，我們需要在系統(tǒng)上面配置足夠的蒸汽系統(tǒng)排空氣閥，來消除空氣對疏水閥工作的影響。

同時(shí)，由于空氣的熱阻相對于換熱器來說很大，增加了額外的熱阻，因而降低了換熱效率。為了消除空氣氣阻，提高硫化機(jī)的換熱效率，保證疏水閥的正常工作，需要排除蒸汽系統(tǒng)里的空氣。經(jīng)過和斯派莎克的技術(shù)人員討論后拿出技改方案：車間的蒸汽總管上每隔6米左右即配置1套斯派莎克的AV13排空氣閥。改造后，車間斜交胎硫化機(jī)疏水閥“打瞌睡”現(xiàn)象徹底根除。經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)地觀察，從AV13里面排出來的空氣是冷的，并沒有白色的蒸汽排出。

排掉蒸汽輸送系統(tǒng)中的冷凝水提高硫化機(jī)的換熱效率

位于我公司三樓的第四車間位置較高，有大量的空氣聚集。而生產(chǎn)實(shí)心胎的第五車間在一樓，位于最底層，蒸汽系統(tǒng)里面匯聚了大量的冷凝水，這些冷凝水隨著蒸汽的輸送進(jìn)入硫化機(jī)，在換熱表面形成了一層厚厚的水膜，阻礙了硫化機(jī)的加熱進(jìn)程，使得溫度上不去，需要開旁通來輔助排水，由此導(dǎo)致了蒸汽的泄漏浪費(fèi)。

斯派莎克的技術(shù)人員提出，首先要重新做好分汽缸底部的疏水。因?yàn)檫@些冷凝水的最大來源就是蒸汽從鍋爐汽包出來時(shí)，攜帶出鍋爐爐水，這些被攜帶出來的爐水量，以國內(nèi)的鍋爐爐況控制來說，一般在5%～15%。因此，在分汽缸底部，我們就需要配置排量足夠大，排水足夠迅速的疏水閥。由于原來分汽缸底部的疏水閥是國產(chǎn)的圓盤式疏水閥，顯然沒法滿足要求，需要將原來選型錯(cuò)誤的圓盤式疏水閥更換成排量更大的浮球式疏水閥，以便更好地排出蒸汽從鍋爐中帶出的爐水。

其次，排除蒸汽從鍋爐中帶出的爐水后，蒸汽在管道里面輸送時(shí)由于散熱的存在，也會(huì)產(chǎn)生冷凝水，這些冷凝水在進(jìn)入硫化機(jī)之前，也必須排除掉。這時(shí)，一般是通過在管道上每隔一定的距離（50米）布置1套疏水閥組，或者是在進(jìn)入設(shè)備前，配置汽水分離器。

在一樓的第五車間的蒸汽總管底部，分支管道的中部和尾部，大約相隔60米的距離，分別布置了5個(gè)汽水分離器，并且為每個(gè)汽水分離器配置了AV13排空氣閥和疏水閥組，以保證徹底地排除掉蒸汽系統(tǒng)中的冷凝水和空氣。

改造后的效果主要表現(xiàn)在：實(shí)心胎的外溫合格率提高到99.89%；原來需要開旁通才能升溫的疏水閥組現(xiàn)在不用開旁通了；蒸汽耗量從95噸/天降低到了85噸/天；每年僅此一項(xiàng)就可節(jié)約蒸汽60萬元左右。

蒸汽系統(tǒng)節(jié)能改造效益分析

通過與斯派莎克的合作，公司蒸汽系統(tǒng)的熱效率進(jìn)一步完善、提高，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。同時(shí)，我們也通過橡膠等高能耗企業(yè)的蒸汽系統(tǒng)改造積累了一些經(jīng)驗(yàn)，希望對其他企業(yè)能有所幫助。

首先，蒸汽和冷凝水的問題是一個(gè)“系統(tǒng)”的問題，遇到問題時(shí)不能片面地處理，而是需要從“系統(tǒng)”的角度來考慮。比如說因?yàn)槔淠厥障到y(tǒng)的背壓而導(dǎo)致疏水閥排水不暢，就不能僅僅從疏水閥本身來考慮，而是要從如何消除背壓來解決問題。頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳的做法，只會(huì)事倍功半。

其次，斯派莎克的專業(yè)技術(shù)人員一直都在強(qiáng)調(diào)蒸汽的“品質(zhì)”，即：不含水、不含空氣及其它不凝性氣體、不帶垃圾污垢的干燥/干凈的飽和蒸汽對于換熱設(shè)備的重要性。這次通過加裝排空氣閥、汽水分離器、疏水閥組，我們對此有了深刻的理解，并體會(huì)到了完善“蒸汽品質(zhì)”的好處，小改造解決了大問題。

第三，對蒸汽系統(tǒng)做進(jìn)一步的完善和提高，不僅能實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，且經(jīng)濟(jì)效益顯著。如我們消除了冷凝水回收系統(tǒng)的背壓、回收了閃蒸汽，每年可以節(jié)約費(fèi)用100萬元左右；做好蒸汽輸送系統(tǒng)的排水、排空氣，每年可以節(jié)約費(fèi)用60萬元左右。算下來，不到兩年的時(shí)間，就可以收回改造的全部投資，具有非常好的投資收益比。

第四，完善的“蒸汽品質(zhì)”對設(shè)備工況的穩(wěn)定和工藝指標(biāo)的提高起到了更好的作用，對于重要的工藝指標(biāo)，比如說實(shí)心胎外溫溫度合格率從99.7%提高到了99.89%，做到了百尺竿頭，更進(jìn)一步。

最后，選擇優(yōu)秀的合作伙伴，將在各方面都產(chǎn)生良好的效果。斯派莎克作為一家國際知名的節(jié)能企業(yè)，從理論上、技術(shù)上、服務(wù)上、產(chǎn)品上，都給予了我們極大的支持和協(xié)助，幫助我們實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)。