異地供絲條件下的鍋爐供汽壓力模式

王志杰，張永江，劉次剛

（河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司洛陽(yáng)卷煙廠(chǎng)，河南洛陽(yáng) 471003）

0 引言

異地供絲是指由生產(chǎn)規(guī)模較大的卷煙廠(chǎng)集中制絲，在保證自身生產(chǎn)需要的基礎(chǔ)上，向規(guī)模較小的異地卷煙廠(chǎng)配送煙絲進(jìn)行卷制包裝。煙草行業(yè)省級(jí)中煙公司作為法人實(shí)體，一般下轄若干家卷煙廠(chǎng)，由于各卷煙廠(chǎng)地域條件、產(chǎn)能規(guī)模及工藝技術(shù)水平存在差異，且生產(chǎn)力布局較為分散，不利于生產(chǎn)組織集約化和產(chǎn)品均質(zhì)化。實(shí)施異地供絲，壓縮落后制絲線(xiàn)產(chǎn)能，發(fā)揮新技改制絲線(xiàn)產(chǎn)能，不斷提高資源利用率，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)組織集約化、產(chǎn)品加工均質(zhì)化，是當(dāng)前煙草企業(yè)的一項(xiàng)重大變革。

某卷煙廠(chǎng)實(shí)施異地供絲后，制絲設(shè)備停止運(yùn)行不再使用蒸汽，鍋爐設(shè)備生產(chǎn)的蒸汽僅需保證中央空調(diào)系統(tǒng)和生活換熱需求，使用蒸汽量降低約70%。而原有供汽設(shè)備為額定產(chǎn)能10 t/h的天然氣鍋爐，制絲全線(xiàn)運(yùn)行時(shí)需要開(kāi)啟2 臺(tái)鍋爐，異地供絲后開(kāi)啟1 臺(tái)鍋爐蒸汽產(chǎn)能還有較大富余，與異地供絲后的蒸汽需求不相匹配，更換與實(shí)際需求匹配的鍋爐設(shè)備投入大，造成鍋爐設(shè)備能源消耗量大，能源轉(zhuǎn)化效率低，與企業(yè)提出的“優(yōu)質(zhì)、高效、低耗”金葉制造目標(biāo)相背離。

1 蒸汽的生產(chǎn)

蒸汽的主要用途有加熱、加濕，還可以產(chǎn)生動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)器。根據(jù)壓力和溫度，將蒸汽分為飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽。一般卷煙企業(yè)使用的是飽和蒸汽，飽和蒸汽是在一個(gè)大氣壓下，溫度為100 ℃的蒸汽，溫度不能再升高，是飽和狀態(tài)下的蒸汽。卷煙企業(yè)使用蒸汽的主要用于加熱或加濕物料、控制環(huán)境溫濕度。

2 供汽壓力設(shè)定

該卷煙廠(chǎng)配置的是燃?xì)忮仩t，使用天然氣加熱，使水汽化成蒸汽完成熱能轉(zhuǎn)換。水在鍋（鍋筒）中不斷被爐里氣體燃料燃燒釋放的能量加熱、溫度升高并產(chǎn)生帶壓蒸汽。由于水的沸點(diǎn)隨壓力的升高而升高，鍋是密封的，水蒸汽膨脹受到限制而產(chǎn)生壓力形成熱動(dòng)力。該卷煙廠(chǎng)原有3 臺(tái)鍋爐，開(kāi)2 備1，需要鍋爐設(shè)備連續(xù)不間斷運(yùn)行，異地供絲生產(chǎn)模式啟動(dòng)后，蒸汽使用量大幅度下降，正常生產(chǎn)僅需1 臺(tái)鍋爐間斷運(yùn)行，保證0.4 MPa 以上的蒸汽壓力，即可滿(mǎn)足使用要求。

探索在新運(yùn)行條件下，設(shè)定不同的鍋爐供汽壓力，既能保證蒸汽品質(zhì)又能使鍋爐節(jié)能運(yùn)行，制訂出鍋爐運(yùn)行的最佳節(jié)能操作模式。根據(jù)鍋爐的性能、工藝要求及生產(chǎn)規(guī)律等情況，提出4種供汽壓力模式，各進(jìn)行1 周時(shí)間的實(shí)際測(cè)試。

2.1 模式一

需要使用蒸汽時(shí)，啟動(dòng)鍋爐并將鍋爐壓力設(shè)定值設(shè)為0.6 MPa，停爐值設(shè)定為0.7 MPa，大火快速升壓，當(dāng)鍋爐蒸汽壓力達(dá)到0.7 MPa 自動(dòng)停爐后，蒸汽壓力緩慢下降到0.4 MPa 后，再次啟動(dòng)鍋爐，重復(fù)以上操作。

2.2 模式二

需要使用蒸汽時(shí)，啟動(dòng)鍋爐并將鍋爐壓力設(shè)定值設(shè)為0.7 MPa，停爐值設(shè)定為0.6 MPa，大火快速升壓，當(dāng)鍋爐蒸汽壓力達(dá)到0.6 MPa 自動(dòng)停爐后，蒸汽壓力緩慢下降到0.4 MPa 后，再次啟動(dòng)鍋爐，重復(fù)以上操作。

2.3 模式三

需要使用蒸汽時(shí)，啟動(dòng)鍋爐并將鍋爐壓力設(shè)定值設(shè)定為0.8 MPa，停爐值設(shè)定為0.8 MPa，大火快速升壓，當(dāng)鍋爐蒸汽壓力達(dá)到0.8 MPa 自動(dòng)停爐后，蒸汽壓力緩慢下降到0.4 MPa 后，再次啟動(dòng)鍋爐，重復(fù)以上操作。

2.4 模式四

需要使用蒸汽時(shí)，啟動(dòng)鍋爐并將鍋爐壓力設(shè)定值設(shè)定為0.9 MPa，停爐值設(shè)定為0.9 MPa，大火快速升壓，當(dāng)鍋爐蒸汽壓力達(dá)到0.9 MPa 自動(dòng)停爐后，蒸汽壓力緩慢下降到0.4 MPa 后，再次啟動(dòng)鍋爐，重復(fù)以上操作。

統(tǒng)計(jì)4 種模式下的蒸汽產(chǎn)量、自來(lái)水使用量、用電量、天然氣使用量，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 供汽壓力鍋爐快速升壓能源消耗統(tǒng)計(jì)

2.5 模式五

以上4 種模式都是大火快速升壓運(yùn)行，但停爐壓力不同，通過(guò)初步數(shù)據(jù)分析，選擇單耗最小的模式三，進(jìn)行鍋爐小火緩慢升壓試驗(yàn)。需要使用蒸汽時(shí)，啟動(dòng)鍋爐并將鍋爐壓力設(shè)定值設(shè)為0.4 MPa，小火緩慢升壓，停爐值設(shè)定為0.8 MPa，當(dāng)鍋爐蒸汽壓力達(dá)到0.8 MPa 自動(dòng)停爐后，蒸汽壓力緩慢下降到0.4 MPa 后，再次啟動(dòng)鍋爐，重復(fù)以上操作。

對(duì)蒸汽量、自來(lái)水使用量、用電量、天然氣使用量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 供汽壓力鍋爐緩慢升壓能源消耗統(tǒng)計(jì)

3 能源轉(zhuǎn)化效率分析

對(duì)5 種供汽模式的能源轉(zhuǎn)化效率進(jìn)行計(jì)算，分別得到自來(lái)水轉(zhuǎn)化效率對(duì)應(yīng)的水汽比、電轉(zhuǎn)化效率對(duì)應(yīng)的電汽比、天然氣轉(zhuǎn)化效率對(duì)應(yīng)的氣汽比的數(shù)據(jù)，水汽比、電氣比、氣汽比對(duì)應(yīng)的數(shù)值越低說(shuō)明能源轉(zhuǎn)化效率越高，數(shù)值越高說(shuō)明能源轉(zhuǎn)化效率越低，見(jiàn)表3、圖1。

表3 鍋爐能源轉(zhuǎn)化效率統(tǒng)計(jì)

圖1 鍋爐能源轉(zhuǎn)化效率統(tǒng)計(jì)

（1）自來(lái)水轉(zhuǎn)化效率。自來(lái)水轉(zhuǎn)化效率從高到低依次為：模式三＞模式二＝模式五＞模式一＞模式四。

（2）電轉(zhuǎn)化效率。自來(lái)水轉(zhuǎn)化效率從高到低依次為：模式三＞模式五＞模式二＞模式一＞模式四。

（3）天然氣轉(zhuǎn)化效率。自來(lái)水轉(zhuǎn)化效率從高到低依次為：模式三＞模式五＞模式二＞模式一＞模式四。

綜合分析自來(lái)水、電、天然氣3 種鍋爐消耗的能源，模式三轉(zhuǎn)化效率最高，模式四轉(zhuǎn)化效率最低。具體指標(biāo)：5 種模式水汽比、電汽比差異較小，氣汽比差異較大，氣汽比最高值為132.5 m3/t，最低值為69.5 m3/t，氣汽比相差63 m3/t。因此，根據(jù)實(shí)際供汽需求，選擇適宜的鍋爐供汽壓力，能大量節(jié)約水、電和天然氣消耗。

4 結(jié)語(yǔ)

異地供絲是當(dāng)前煙草工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)方式的全新變革，需要在實(shí)踐中不斷探索，在保證卷煙產(chǎn)品工藝技術(shù)要求的前提下，對(duì)鍋爐設(shè)備供汽壓力進(jìn)行研究，分析采集數(shù)據(jù)，找到最佳操作模式，可以節(jié)約水、電和天然氣消耗，提高能源利用率，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。