真空回潮設備余熱利用系統(tǒng)

成永杰

作者通聯(lián)：河南中煙工業(yè)有限責任公司漯河卷煙廠動力車間 河南漯河市人民東路518號 462000

E-mail：lhlycyj@126.com

漯河卷煙廠制絲工段現(xiàn)有2 臺真空回潮設備，主要作用是對輸送來的煙葉潤濕、殺蟲和去除雜味。煙葉經(jīng)過回潮后，這些抽真空蒸汽與被抽介質混合，通過DN250 擴散管直接對空排放。由于廢蒸汽溫度達到120℃，不但浪費大量蒸汽（熱能），而且高速蒸汽流排空時產(chǎn)生115dB 以上噪聲，對周邊環(huán)境形成噪聲污染。為此利用熱交換原理，開發(fā)一套真空回潮設備余熱利用系統(tǒng)，實現(xiàn)節(jié)能和降噪。

1.工作原理

圖1 真空回潮設備余熱利用系統(tǒng)

真空回潮設備余熱利用系統(tǒng)通過PLC 程序控制驅動1級熱交換系統(tǒng)和2級熱交換系統(tǒng)中4 臺循環(huán)泵的交替運行（圖1），提高職工洗澡熱水箱的給水溫度。系統(tǒng)中2 臺7.5kW 真空回潮循環(huán)泵和2 臺5.5kW 洗澡熱水循環(huán)泵為1 用1 備，溫度傳感器T1和T2 分別檢測抽真空蒸汽管道蒸汽溫度和洗澡熱水箱熱水溫度，液位傳感器H 檢測洗澡熱水箱熱水液位。

（1）2級熱交換系統(tǒng)。抽真空蒸汽管道中的蒸汽經(jīng)過蒸汽余熱回收裝置降溫、降壓后由排空管道排出，蒸汽余熱回收裝置中經(jīng)過熱交換后升溫的熱水進入回潮余熱熱水箱（水位經(jīng)機械式浮子保持水位恒定）。通過真空回潮循環(huán)泵驅動，經(jīng)過水水換熱機組熱量交換后降溫的熱水進入到蒸汽余熱回收裝置，吸收流經(jīng)抽真空蒸汽管道中蒸汽的熱量，升溫后的熱水又進入回潮余熱熱水箱，周而復始，將熱量由水水換熱機組從2級傳遞到1級中。

（2）1級熱交換系統(tǒng)。電磁閥控制洗澡熱水箱的水位始終保持在規(guī)定范圍內，當洗澡熱水箱內的水位滿足控制時，由洗澡熱水循環(huán)泵進行驅動，使洗澡熱水箱內的循環(huán)水流經(jīng)水水換熱機組和2級熱交換系統(tǒng)的熱水進行熱交換，升溫后的熱水又重新流入洗澡熱水箱，通過洗澡熱水循環(huán)泵的驅動后又流經(jīng)水水換熱機組，周而復始，將2級熱交換系統(tǒng)中的熱量傳遞到1級熱交換系統(tǒng)中。

圖2 PLC 程序

2.程序控制

由于真空回潮工藝的特殊性，蒸汽流經(jīng)抽真空蒸汽管道的時間、溫度、流量、每次間隔時間均不一樣，這樣給系統(tǒng)熱量的傳遞和交換帶來一定影響。為充分利用抽真空蒸汽管道中蒸汽熱量，提高系統(tǒng)熱傳遞效率，防止單臺水泵過度頻繁啟動，降低電機繞組溫升，在程序中對1、2級熱交換系統(tǒng)采用串級啟動方式，對真空回潮循環(huán)泵和洗澡熱水循環(huán)泵采用交替循環(huán)的控制方式。PLC中自動狀態(tài)的部分程序見圖2，代碼見表1，I4.0 使能時，系統(tǒng)處于自動運行模式；M10.5 使能后，整個熱循環(huán)系統(tǒng)才允許運行；DB1.DBX40.0 使能時允許系統(tǒng)熱交換自動運行，進行上位控制（在觸摸屏上使能）。系統(tǒng)處于自動運行模式后，主要包括以下兩個運行過程。

（1）過程1。當DB1.DBD4 第一次大于等于DB1.DBD12，且 DB1.DBD0 ≤DB1.DBD36，M10.0 使能，如果此時洗澡熱水箱水位允許，則M10.5 使能，2級熱交換1#泵和1級熱交換1#泵依次投入運行，當M10.0或M10.5 不使能時，1、2級熱交換系統(tǒng)停止運行。

（2）過程2。當DB1.DBD4第二次大于等于DB1.DBD12，且 DB1.DBD0 ≤DB1.DBD36，M10.1 使能，如果此時洗澡熱水箱水位允許，則M10.5 使能，2級熱交換2#泵和1級熱交換2#泵依次投入運行，當M10.1或M10.5 不使能時，1、2級熱交換系統(tǒng)停止運行。系統(tǒng)運行過程中，每當DB1.DBD4 大于等于DB1.DBD12的上升沿，只要具備系統(tǒng)啟動條件，4 臺循環(huán)泵即按照過程1和過程2 交替的控制方式運行，防止單臺水泵啟動頻繁引發(fā)電機繞組過熱，損壞設備，總體上使系統(tǒng)水泵各自運行時間盡量相等。

表1 PLC 程序代碼

3.應用效果

（1）余熱利用徹底、回收率高。項目完成后，洗浴熱水箱的溫度可加熱到65℃，鍋爐年消耗天然氣量約下降3.5%，年節(jié)約天然氣費用64 萬余元。

（2）真空回潮設備抽真空蒸汽余熱被蒸汽余熱回收利用裝置充分冷凝吸收，壓力迅速降至常壓，高速蒸汽流排空產(chǎn)生的噪聲也由改進前的115dB 降至60dB（均含背景噪聲）以下，有效消除了真空回潮設備對周邊的噪聲污染。