重灰冷凝水閃發(fā)器出口管線安裝加壓泵

李敬輝

（南化集團連云港堿廠，江蘇 連云港 222042）

連云港堿廠建廠生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)60萬t純堿，其中輕質(zhì)純堿20萬t，重質(zhì)純堿40萬t。2008年經(jīng)過擴產(chǎn)，目前具有年產(chǎn)120萬t純堿生產(chǎn)規(guī)模，其中輕質(zhì)純堿40萬t，重質(zhì)純堿80萬t。擴產(chǎn)后重灰產(chǎn)生的冷凝水量增加一倍，冷凝水通過重灰閃發(fā)器自身壓力送到鍋爐回水管網(wǎng)已不能滿足生產(chǎn)需要，造成重灰閃發(fā)器液位偏高，使冷凝水不能有效閃發(fā)，閃發(fā)器出汽帶液嚴(yán)重，在閃發(fā)器出口到低壓汽管線之間存在水阻現(xiàn)象，管道里存在大量冷凝水。通過在重灰冷凝水閃發(fā)器出水管線增加加壓泵，提高冷凝水的輸送速度，使之得到有效回收利用。

1 重質(zhì)純堿生產(chǎn)工藝過程簡介

輕質(zhì)純堿在轉(zhuǎn)鼓式水合機內(nèi)與水混合，在一定溫度下生產(chǎn)一水堿結(jié)晶，由水合機制得的一水堿在重灰爐內(nèi)加熱制成重質(zhì)純堿。加熱蒸汽（一部分來自低壓蒸汽管網(wǎng)，一部分來自輕灰閃發(fā)的輕灰二次汽）從煅燒爐旋轉(zhuǎn)接頭中心套筒進入汽室和加熱管，換熱后冷凝水從旋轉(zhuǎn)接頭處套管間排出，經(jīng)貯水槽匯同輕灰閃發(fā)器來的冷凝水進入重灰閃發(fā)器，閃發(fā)后的蒸汽進低壓管網(wǎng)，冷凝水去鍋爐回水管網(wǎng)。

2 冷凝水閃發(fā)器出水管線安裝加壓泵

因存在重灰閃發(fā)器液位偏高，造成冷凝水不能有效閃發(fā)，閃發(fā)器出汽帶液嚴(yán)重，部分冷凝水隨閃發(fā)蒸汽進入了低壓蒸汽管網(wǎng)，冷凝水在低壓蒸汽系統(tǒng)中的存在，一方面容易造成水擊，給安全生產(chǎn)造成嚴(yán)重危害，縮短蒸汽管線使用周期；另一方面，冷凝水進入換熱設(shè)備，不僅影響換熱效率，造成能源浪費而且加劇換熱設(shè)備的腐蝕，減少使用壽命。2007年7月經(jīng)過選型在重灰閃發(fā)器出水總管線上加裝冷凝水加壓泵。加壓泵性能參數(shù)：

改造使用后，冷凝水輸送量由21m3／h增加到43m3／h，但閃發(fā)器液位還是居高不下，冷凝水量與理論產(chǎn)生量相差較大，說明冷凝水還沒有有效閃發(fā)，閃發(fā)器出汽仍部分帶液。

3 理論上產(chǎn)生冷凝水量計算

3.1 生產(chǎn)重灰產(chǎn)生冷凝水量

1）根據(jù)物料、熱平衡計算，推出生產(chǎn)每噸重灰，需蒸汽量494.72kg／t。

2）出重灰爐蒸汽冷凝水量計算

由飽和水蒸汽表知：P＝1.3MPa時，熱水焓為458.4kJ／kg，P＝0.3MPa時，熱水焓為317.6kJ／kg，蒸汽焓為2 636.9kJ／kg。

因閃發(fā)出水蒸汽為G1，冷凝水為G2，則：

494.72 ＝G1＋G2

494.72 ×458.4＝G1×2 636.9＋G2×317.6 G1

解得：G1＝30.03kg／t，G2＝464.69kg／t。

所以，每噸重灰可回收0.3MPa的蒸汽30.03 kg／t，回收水量為464.69kg／t。

3.2 生產(chǎn)輕灰產(chǎn)生冷凝水量

1）根據(jù)物料、熱平衡計算，推出生產(chǎn)每噸輕灰，需蒸汽量1 393.3kg／t。

2）出輕灰爐蒸汽冷凝水回收熱量計算

由飽和水蒸汽表知：P＝2.94MPa時，熱水焓為558.52kJ／kg，蒸汽焓為2 785kJ／kg；P＝0.3 MPa時，熱水焓為317.6kJ／kg，蒸汽焓為2 636.9 kJ／kg。

因閃發(fā)出水蒸汽為G3，冷凝水為G4則：

1 393.3＝G3＋G4

1 393.3×558.52＝G3×2 636.9＋G4×317.6

解得：G3＝144.73kg／t，G4＝1 248.57kg／t。

所以，每噸輕灰可回收0.3MPa的蒸汽144.73 kg／t，回收水量為1 248.57kg／t。

3.3 冷凝水回收量

從以上計算結(jié)果可知，生產(chǎn)每噸重灰，需蒸汽量494.72kg／t，回收水量為464.69kg／t。生產(chǎn)每噸輕灰，需蒸汽量1 393.3kg／t，回收水量為1 248.57 kg／t。重質(zhì)純堿生產(chǎn)能力按50t／h，則回收水量為23t／h；輕質(zhì)純堿生產(chǎn)能力按100t／h，則回收水量為125t／h，重灰閃發(fā)器共回收水量為23＋125＝148t／h。

4 冷凝水加壓泵改型

根據(jù)理論上回收冷凝水量148t／h，為徹底解決冷凝水輸送量缺陷，參考兄弟單位使用冷凝水加壓泵的經(jīng)驗，2014年5月又對冷凝水加壓泵進行改型。改型后的加壓泵性能參數(shù)：

改型后，冷凝水輸送量增加到136t／h，閃發(fā)器液位由95%降到72%，閃發(fā)器負(fù)荷明顯減小，冷凝水輸送率由29.1%上升到91.9%，得到大幅度提升，改型后使用效果較顯著。

5 重灰冷凝水閃發(fā)器出口管線擴徑

為使重灰閃發(fā)器冷凝水通過冷凝水加壓泵最大限度輸送冷凝水量，經(jīng)過重新設(shè)計技術(shù)改造，2015年8月份利用停產(chǎn)大修機會，對重灰冷凝水閃發(fā)器出口管線進行擴徑，出口管線由原來DN150擴大到DN250；同時將冷凝水加壓泵進口管線由原來DN200擴大到DN300，技改后，冷凝水輸送量增加到146t／h，閃發(fā)器液位由72%降到60%，閃發(fā)器負(fù)荷又大幅度減小，冷凝水輸送率由91.9%上升到98.6%，得到大幅度提升。技改后使用效果較好，徹底解決重灰閃發(fā)器液位偏高，使冷凝水得到有效閃發(fā)。

6 防止加壓泵汽蝕措施

為防止冷凝水加壓泵產(chǎn)生汽蝕，采取在加壓泵進出口管線增加儀表自調(diào)節(jié)循環(huán)管線，操作時將重灰閃發(fā)器液位設(shè)定在30%～50%之間，若閃發(fā)器液位低于設(shè)定值時，冷凝水將保證重灰閃發(fā)器液位進行自身循環(huán)，確保冷凝水加壓泵不發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。

7 回收效益

1）加壓泵投用后，冷凝水回收率超過98.6%，減少了重灰閃發(fā)器汽液夾帶損失和進低壓蒸汽管網(wǎng)，每小時增加工藝回水輸送量123t，冷凝水價格（含熱值成本）6元／t，每小時增效738元，每月節(jié)約143℃的凝結(jié)水約8.86萬t，節(jié)約凝結(jié)水的月效益約53萬元。

2）因生產(chǎn)每噸重灰可回收0.3MPa的蒸汽30.03kg／t，生產(chǎn)每噸輕灰可回收0.3MPa的蒸汽144.73kg／t。重質(zhì)純堿生產(chǎn)能力按50t／h，輕質(zhì)純堿生產(chǎn)能力按100t／h，則共回收0.3MPa的蒸汽近似為15t／h。0.3MPa的蒸汽以35元／t，年產(chǎn)生價值420萬元／年。

8 結(jié) 論

加壓泵投用后，冷凝水回收率超過98.6%，有效回收利用了0.3MPa的低壓蒸汽，節(jié)能效果顯著。減少了重灰閃發(fā)器汽液夾帶損失和冷凝水進低壓蒸汽管網(wǎng)，降低了生產(chǎn)成本，具有較好的經(jīng)濟利益和社會效益。

［1］ 陳學(xué)勤.氨堿法純堿工藝［M］.沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1989

［2］ 中國純堿工業(yè)協(xié)會.純堿工學(xué)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1990

［3］ 姜家國.年產(chǎn)30萬t重質(zhì)純堿工程優(yōu)化及設(shè)備選擇計算［J］.大化科技，1996（1）