卷煙廠冷凝水的回收應(yīng)用

黃 宏，葉校圳

（廈門煙草工業(yè)有限責(zé)任公司，福建 廈門 361022）

大氣式熱力除氧是工業(yè)蒸汽鍋爐首選的除氧方式，但熱力除氧器存在能耗高的缺點(diǎn)。1臺(tái)普通的大氣式熱力除氧器，其實(shí)際耗汽量可達(dá)到配套鍋爐總產(chǎn)汽量的15%～20%，不僅消耗了大量新鮮蒸汽，還降低了鍋爐實(shí)際可利用的蒸發(fā)量。為了降低熱力除氧器的蒸汽輸入，可采用負(fù)壓的方法降低除氧器內(nèi)軟化水的蒸發(fā)溫度，以節(jié)約蒸汽使用量，也可利用KLAR除氧器乏汽回收裝置減少蒸汽使用量，取得較好節(jié)能效果，這些都需要對原有除氧器進(jìn)行較大的改造。

卷煙制造工藝過程中需要使用蒸汽對煙葉煙絲進(jìn)行松散回潮或者加熱增濕，蒸汽通過制絲車間的烘絲及等設(shè)備后，壓力溫度降低，轉(zhuǎn)化為冷凝水。這部分冷凝水具有一定壓力和溫度，所含熱量占新鮮蒸汽總熱量的20%～30%，有很好的回收利用價(jià)值。因此決定回收卷煙廠的高溫冷凝水，并回用到熱力除氧器進(jìn)行加熱除氧，以減少從鍋爐供給除氧器的蒸汽量，節(jié)約能源。

一、材料與方法

1.設(shè)備

主要設(shè)備為20t/h大氣式熱力除氧器、CDST型冷凝水回收機(jī)械泵裝置、1m3閃蒸罐、管殼式水-水換熱器(DN700，LN2.5)、Y型DN65過濾器、GP-2000DN65減壓閥及西門子VVF41.65電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。

2.方法

冷凝水回收及除氧器利用流程如圖1所示。

圖1 冷凝水回收及除氧器利用流程

(1)乏汽回收及輸送

從用汽設(shè)備上回收的冷凝水經(jīng)過不銹鋼管道被收集到車間的CDST型冷凝水回收機(jī)械泵的泵體內(nèi)，摻雜的空氣等不凝結(jié)氣體由開啟的廢氣口排出。當(dāng)泵體內(nèi)充滿冷凝水后，浮球驅(qū)動(dòng)閥門翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，該快速翻轉(zhuǎn)動(dòng)作促使機(jī)械泵從進(jìn)水沖程向排水沖程的迅速轉(zhuǎn)換，并打開壓縮空氣進(jìn)口閥，關(guān)閉廢氣閥。當(dāng)泵體內(nèi)壓力迅速超過背壓后，冷凝水推開出口止回閥，并輸送到閃蒸罐中。隨后泵體內(nèi)冷凝水液位下降，浮球重新觸發(fā)閥門翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，并關(guān)閉壓縮空氣進(jìn)口閥，打開廢氣出口，使泵體內(nèi)壓力下降，冷凝水重新通過進(jìn)口止回閥進(jìn)入泵體，進(jìn)入下一次的回收循環(huán)。

(2)閃蒸汽利用

經(jīng)回收機(jī)械泵輸送到閃蒸罐的冷凝水，在罐內(nèi)迅速膨脹降壓，氣化產(chǎn)生閃蒸汽，經(jīng)折流板進(jìn)行汽液兩相分離。閃蒸汽壓力如圖2所示，壓力在0.03～0.08MPa之間波動(dòng)，達(dá)到除氧器所需蒸汽壓力的最低要求。

圖2 閃蒸汽壓力波動(dòng)圖

傳統(tǒng)的的大氣式熱力除氧器在汽空間裝有新鮮蒸汽加熱除氧系統(tǒng)，在水空間裝有補(bǔ)償加熱管道，通過減壓閥K1和常開式電動(dòng)閥K2、K3進(jìn)行PID自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行。額定運(yùn)行工況為壓力0.02MPa，溫度104℃。為了回收閃蒸汽，在除氧器的汽空間上新增加1條閃蒸汽輸入管和1條排空管，閃蒸汽經(jīng)過過濾器K6和止回閥K5后由新增蒸汽輸入管直接進(jìn)入除氧器的除氧頭，加熱進(jìn)入除氧器的軟化水并起到保溫保壓作用，電動(dòng)閥K2改為常閉式。當(dāng)凝結(jié)水量減少時(shí)，閃蒸汽量也減少并造成閃蒸汽壓力降低，除氧器壓力隨之下降，設(shè)置在除氧器汽空間上的蒸汽壓力傳感器將信號(hào)傳遞給新鮮蒸汽管路上的電動(dòng)閥K2，K2逐漸開啟向除氧器補(bǔ)充新鮮蒸汽；當(dāng)除氧器壓力恢復(fù)到0.02MPa時(shí)，電動(dòng)閥K2關(guān)閉，新鮮蒸汽停止補(bǔ)汽，由閃蒸汽維持除氧器正常工況；當(dāng)閃蒸汽充足而除氧器處于低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，除氧器壓力隨之升高；當(dāng)壓力達(dá)到0.03MPa時(shí)，新增排空管上的常閉式電動(dòng)閥K4逐漸開啟排除多余閃蒸汽。除氧器回收閃蒸汽示意圖見圖3。

圖3 除氧器回收閃蒸汽示意圖

(3)凝結(jié)水利用

閃蒸罐內(nèi)分離出來的凝結(jié)水，通過水-水換熱器，將軟化水加熱至50～60℃，然后輸入到除氧器脫氣塔頂部的起膜室，有利于軟化水在脫氣塔內(nèi)迅速被加熱脫氧，保障除氧器運(yùn)行穩(wěn)定。

二、結(jié)果與討論

1.冷凝水回收情況

冷凝水通過冷凝水回收機(jī)械泵回收及輸送，所需動(dòng)力源為壓縮空氣，壓力0.5MPa，耗氣量極少，運(yùn)行穩(wěn)定。冷凝水的背壓(閃蒸罐內(nèi)壓力)為0.03～0.08MPa，不會(huì)給烘絲機(jī)等用汽設(shè)備的運(yùn)行及冷凝水的輸送造成影響。

2.除氧器運(yùn)行情況

車間生產(chǎn)時(shí)，2臺(tái)20t/h大氣式熱力除氧器負(fù)荷在55%～70%之間波動(dòng)。閃蒸汽和凝結(jié)水的熱量可滿足除氧器50%負(fù)荷的運(yùn)行。在除氧器負(fù)荷超過50%時(shí)，閃蒸汽加熱量不足，需要鍋爐新鮮蒸汽補(bǔ)充加熱除氧。從除氧器取出水樣，用測氧儀測量水中溶解氧量，其含量在0.015～0.020mg/L范圍內(nèi)，達(dá)到了GBl576—2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》 標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)水和蒸汽的熱力性質(zhì)圖表(表

1)所示，軟化水加熱前進(jìn)水溫度按20℃計(jì)算，減壓后的新鮮蒸汽按壓力0.6MPa的飽和蒸汽計(jì)算，改造前采用新鮮蒸汽加熱2臺(tái)滿負(fù)荷運(yùn)行的除氧器需要蒸汽5.2t/h。據(jù)此推算，回收的冷凝水量熱量相當(dāng)于2.6t/h的新鮮蒸汽熱量。

表1 水和水蒸氣焓值表

3.節(jié)能效益

此次改造是將冷凝水的熱量通過回收系統(tǒng)的閃蒸罐和換熱器回收，用于熱力除氧器，實(shí)現(xiàn)熱能的回收利用。采用這項(xiàng)技術(shù)改造，除氧器可節(jié)約鍋爐新鮮蒸汽2.6t/h，蒸汽價(jià)格按照300元/t，車間1年300個(gè)生產(chǎn)日、每個(gè)生產(chǎn)日生產(chǎn)2個(gè)班14h計(jì)算，每年可節(jié)約資金327.6萬元。同時(shí)還產(chǎn)生很大的社會(huì)效益。

[1]李元章.對鍋爐現(xiàn)有熱力除氧器的節(jié)能改造[J].節(jié)能，2003(8)：31-34.

[2]黎子鋒.一種除氧器乏汽回收新技術(shù)[J].中國設(shè)備工程，2006(7)：53-54.

[3]楊輝，陳貴軍，馬慶海等.高溫凝結(jié)水回收及熱能的梯級利用[J].節(jié)能，2010(1)：69-72.

[4]嚴(yán)家騄，余曉福.水和水蒸氣熱力性質(zhì)圖表[M].北京.高等教育出版社，1995.