乏汽回收裝置在染整廠的應(yīng)用及效益分析

吳清新

摘 要：文章介紹了乏汽回收裝置在某染整廠蒸汽系統(tǒng)工藝的應(yīng)用，對常規(guī)的蒸汽系統(tǒng)工藝進(jìn)行節(jié)能改造，分析了乏汽回收系統(tǒng)的工作原理以及所獲得的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

關(guān)鍵詞：乏汽回收、蒸汽引射器、節(jié)能、效益

近年來，隨著染整企業(yè)數(shù)量的不斷增多，企業(yè)間的競爭也越來越劇烈，為了提高產(chǎn)品的競爭力，企業(yè)只能通過追求更低的生產(chǎn)成本以控制產(chǎn)品價格或者更科技尖端產(chǎn)品來占領(lǐng)市場，以提高利潤。而在染整行業(yè)中，蒸汽的成本直接影響到了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，為此降低蒸汽的能耗就顯得尤為重要。

一、企業(yè)現(xiàn)狀

某染整廠目前一期投用兩臺30t/h的鏈條式中壓燃煤鍋爐，每日產(chǎn)汽約750t，主要用汽設(shè)備為定型機(jī)和染色機(jī)，定型機(jī)使用2.8MPa的中壓蒸汽，染色機(jī)使用0.6MPa的低壓蒸汽。2.8MPa的中壓蒸汽經(jīng)過定型機(jī)盤管換熱器換熱后經(jīng)浮球疏水閥變成230℃冷凝水，冷凝水排至閃蒸罐，閃蒸出0.6MPa低壓蒸汽及165℃冷凝水，閃蒸出0.6MPa的蒸汽補(bǔ)充到染色機(jī)用的0.6MPa低壓蒸汽系統(tǒng)中，冷凝水排至常壓冷凝水回收泵組，變成常壓蒸汽及100℃冷凝水。0.6MPa低壓蒸汽經(jīng)過染色機(jī)的管殼換熱器換熱后經(jīng)浮球疏水閥變成165℃冷凝水，冷凝水排至常壓冷凝水回收泵組，變成常壓蒸汽及100℃冷凝水，冷凝水通過泵組回收至鍋爐除氧器，常壓蒸汽（俗稱乏汽）則直接排放至大氣。乏汽中含有很多低品位的熱焓，直接排放一方面造成了企業(yè)較大的能源浪費(fèi)，另一方面造成了環(huán)境污染。乏汽排放示意圖見圖1。

二、乏汽回收意義及原理

1、乏汽回收意義

該染整企業(yè)蒸汽系統(tǒng)整體設(shè)計時并沒有考慮到乏汽回收的設(shè)計，大量的乏汽直接排放至大氣中造成了較大的能源浪費(fèi)和環(huán)境污染。隨著社會的發(fā)展進(jìn)步，乏汽回收技術(shù)的創(chuàng)新，國家節(jié)能減排及環(huán)境保護(hù)政策的推進(jìn)，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)節(jié)能減排及環(huán)境保護(hù)意識的加強(qiáng)，企業(yè)上層領(lǐng)導(dǎo)逐漸意識到乏汽回收的重要性，既能為企業(yè)帶來明顯的經(jīng)濟(jì)效益，又能消除環(huán)境污染，取得良好的社會效益，故決定引進(jìn)乏汽回收技術(shù)以回收該部分乏汽。

2、回收裝置介紹

傳統(tǒng)乏汽回收方式有面接觸式、直接混合式等。面接觸式主要通過熱交換器回收熱能，但考慮到傳熱要求及乏汽低壓特性，很難達(dá)到換熱器設(shè)計要求的理想流速，必須通過加大換熱面積來提高回收效果，導(dǎo)致?lián)Q熱設(shè)備龐大，且處理過程中產(chǎn)生的冷凝水，還需集中后通過水泵供回至冷凝水系統(tǒng)中。直接混合式主要通過將乏汽直接混入需加熱介質(zhì)來回收利用乏汽熱能，如噴淋系統(tǒng)，方式簡單，但是應(yīng)用場合受到許多限制，且乏汽回收效率低，無法將乏汽熱能得到充分利用。

傳統(tǒng)乏汽回收方式針對染整廠的利用意義不大，一方面無法實現(xiàn)完全消除乏汽，另一方面鍋爐距離車間較遠(yuǎn)，乏汽無法通過管道引至鍋爐。當(dāng)前一種新型的乏汽回收技術(shù)已投入市場，該乏汽回收的主要裝置為蒸汽引射器，它的工作原理是：中壓蒸汽進(jìn)入蒸汽引射器，通過噴嘴將蒸汽的高壓能量轉(zhuǎn)化成動能，中壓蒸汽離開噴嘴時以很高的速度進(jìn)入到吸入室，此時會在吸入室口位置產(chǎn)生負(fù)壓，將乏汽吸入，中壓蒸汽與乏汽混合，混合后的蒸汽經(jīng)過喉部最終在擴(kuò)壓器中將動能恢復(fù)成壓力勢能，得到所需壓力的低壓蒸汽，將低壓蒸汽送至用氣用戶，從而達(dá)到回收乏汽潛熱的目的。蒸汽引射器的剖視圖見圖2。

3、乏汽回收工藝流程介紹

中壓分汽缸出口的2.8MPa中壓蒸汽經(jīng)過流量計，再經(jīng)過調(diào)節(jié)閥后進(jìn)入到蒸汽引射器，乏汽從冷凝水回收泵組排空口通過管道引入蒸汽引射器，將乏汽壓力控制在0.1MPa后進(jìn)入蒸汽引射器，乏汽的管道上需安裝一個超壓應(yīng)急排空調(diào)節(jié)閥，當(dāng)冷凝水回收泵組上的壓力超過0.15MPa時，調(diào)節(jié)閥自動打開，此時乏汽直排到大氣中，防止染色機(jī)疏水背壓過高，造成升溫變慢。在蒸汽引射器后端管路上安裝一個壓力傳感器，其輸出信號至中壓蒸汽調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)中壓蒸汽的壓力、流量，最終得到穩(wěn)定的0.6MPa的低壓蒸汽，并將0.6MPa低壓蒸汽系統(tǒng)并入到染色機(jī)的低壓蒸汽管網(wǎng)。乏汽回收工藝流程圖見圖3。

三、 效益分析計算

1、乏汽排放量計算

定型機(jī)組中壓蒸汽使用量320t/d，染色機(jī)組低壓蒸汽使用量420t/d，計算涉及到的相關(guān)參數(shù)如下表：

中壓蒸汽冷凝出的冷凝水進(jìn)入到閃蒸罐，管路密閉，蒸汽量基本等于冷凝水量，即冷凝水量320t/d，此時冷凝水壓力2.8MPa，顯熱998kj/kg，進(jìn)入閃蒸罐后變成0.6MPa冷凝水，顯熱697kj/kg，剩余的301kj/kg熱量則閃蒸變成0.6MPa的低壓蒸汽，潛熱2066kj/kg。

冷凝水閃蒸率=（2.8MPa冷凝水顯熱-0.6MPa冷凝水顯熱）/0.6MPa低壓蒸汽潛熱

=（998-697）/2066*100%=14.57%

0.6MPa冷凝水量=（1-14.57%）*320t/d=273t/d

0.6MPa的冷凝水通過閃蒸罐底部疏水閥排至冷凝水回收泵組，染機(jī)的0.6MPa低壓蒸汽冷凝后也直接排至冷凝水回收泵組，則0.6MPa冷凝水量=273+420=693t/d。0.6MPa冷凝水在冷凝水回收泵組內(nèi)再次閃蒸，變成0.1MPa冷凝水，顯熱504kj/kg，剩余的193kj/kg熱量則閃蒸變成0.1MPa的低壓蒸汽，潛熱2201kj/kg。

冷凝水閃蒸率=（0.6MPa冷凝水顯熱-0.1MPa冷凝水顯熱）/0.1MPa低壓蒸汽潛熱

=（697-503）/2201*100%=8.77%

閃蒸量=0.6MPa冷凝水量*閃蒸率=693*8.77%=60.7t/d

2、效益評估

全年生產(chǎn)時間按330d計算，企業(yè)所用煤為煙煤，熱值5300kcal/kg，每噸價格920元，鍋爐給水焓值417kj/kg，鍋爐運(yùn)行效率75%：

全年可節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用=330d*60.7t/d*（2201+504-417kj/kg）/ 5300kcal/kg/4.184/75%

≈253萬元

在節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用的同時，節(jié)省了煤炭資源，減少了煙氣的排放，消除的乏汽的排放，減少環(huán)境污染。既得到了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，也得到了社會效益。

四、結(jié)語

在這個能源日益短缺的時代，企業(yè)的發(fā)展受到了能源缺乏的制約，因此企業(yè)必將向低能耗、高效環(huán)保的方向發(fā)展。我們國家在制定“十三五”的規(guī)劃中，大力倡導(dǎo)節(jié)能減排、低碳發(fā)展，推進(jìn)資源節(jié)約集約利用，加大環(huán)境綜合治理力度，建立節(jié)約型社會。目前節(jié)能減排工作任務(wù)相當(dāng)艱巨，必須下最大決心，用最大力氣，從細(xì)微處著手，采取各種有效措施方能實現(xiàn)。本文對乏汽回收系統(tǒng)在染整廠成功運(yùn)行進(jìn)行探討恰恰體現(xiàn)了其“節(jié)能減排”這一宗旨，以蒸汽引射器為主要裝置的乏汽回收系統(tǒng)它具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，初期投資低、運(yùn)行費(fèi)用低，節(jié)能效益顯著等諸多優(yōu)點，值得普及與推廣。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陸宏圻 . 射流泵技術(shù)的理論及應(yīng)用[M]. 水利電力出版社，1989.

[2] 索科洛夫EЯ，津格爾HM. 噴射器[M]. 北京：中國科技出版社，1982.

[3] 殷賢炎 . 工業(yè)乏汽回收利用技術(shù)研究與探討[J]. 節(jié)能，2008（07）：15-19.