摘要：卷烟厂有三台额定蒸发量为16t/h的燃油燃气锅炉，本公司技术人员针对锅炉蒸汽系统能耗现状进行节能改造。重点介绍锅炉加药流程优化、排污余热回收利用、冷凝式烟气余热回收、凝结水的综合回收利用这四项节能改造措施，分别从优化控制和余热利用的角度，阐述蒸汽系统的节能优化措施。
关键词：蒸汽系统；节能改造；冷凝式节能器；凝结水回收
引言
蒸汽是一种重要能源，如何更好的利用蒸汽，对于降低企业生产成本至关重要。文章提出一种蒸汽尾气冷凝回收再利用方法，生产过程中生成的蒸汽、尾气进行科学处理，达到环保要求的同时，进行蒸汽、尾气冷凝，提升卷烟工厂生产热能资源利用率，达到节能、环保、降耗、增效目的。
1卷烟工厂蒸汽尾气冷凝水回收供暖换热系统研究意义
在工业生产的过程中，很多工序和流程会伴随大量热蒸汽生成，在伴热、换热冷凝等过程中会产生大量冷凝水，与此同时尾气余热较多。青海盐湖特立镁有限公司在响应国家可持续发展要求的过程中发现，以合作的方式从其他企业引入蒸汽尾气，借助本企业现有的技术资源，使用蒸汽尾气冷凝水回收开展供暖换热活动，不但能够有效满足本厂对供暖换热系统的需求，还可提高工业蒸汽尾气的二次利用，经济性和环保性均能够实现。因此决定在生产加工线中配置闭式冷凝水回收系统，利用碳钢材料进行管线、换热网的构建。虽然闭式冷凝水回收系统应用过程中，冷凝水多数能量能够在冷凝水回收装置应用下进行回收（回收率一般在95%左右），并且在封闭环境下降低蒸汽、冷凝水“跑、冒、滴、漏”等问题的产生，减少热污染。但在实践过程中，生产压力相对较大，对温度控制、水资源控制要求较高，冷凝水回收系统易受压力、温度等变化的影响出现水击现象，导致换热网、管线出现损坏问题，影响冷凝水回收利用质量与效率。与此同时，在生产加工过程中，产生的尾气中会携带一定的固体颗粒、酸性物质，对尾气进行直接排放或对环境产生污染，且不乏有效利用尾气中蕴含的热能，形成热能资源的浪费。这就需要，做好蒸汽尾气冷凝水回收利用工作。通过蒸汽尾气冷凝水回收系统改造，实现如下问题的有效处理：（1）高温位冷凝水、低温位冷凝水的混合回收；（2）冷凝水回收利用系统相关设备与管线损坏；（3）冷凝水热量流失与精处理污染；（4）尾气余热利用率低下；（5）蒸汽、尾气、冷凝水未能作为供暖换热系统热源，得到有效利用。=
2实施过程
2.1高温闭式冷凝水回收系统
根据烟厂生产的工艺特性，对密闭式冷凝水回收系统进行二次优化，对制丝车间用汽设备产生的冷凝水，通过合理选型控制，进行回收利用。冷凝水来源：制丝车间冷凝水量：平均3t/h，空调车间冷凝水量4t/h；（1）冷凝水回收装置。密闭式冷凝水回收装置采用电泵输送冷凝水，冷凝水经除铁后进入锅炉除氧器，配2台水泵一用一备；水泵叶轮耐温满足运行条件中给定的冷凝水温度要求，不低于120℃；集水罐是具备相应压力容器制造资质厂家的合格产品，集水罐采用304不锈钢材质；冷凝水回收装置的出口配备高温冷凝水除铁装置；（2）高温冷凝水除铁装置根据冷凝水特性，通过合理的选型控制，消除冷凝水中的铁离子；高温冷凝水除铁机组，罐体材质不锈钢304，处理水量为10m3/h；能去除冷凝水中铁的可过滤的腐蚀性产物，以及其他固体悬浮物，大分子胶体等；高温冷凝水除铁机组流速对过滤性能影响较小；过滤元件材质承压性能好，强度高，寿命长，能长期使用；高温冷凝水除铁机组除铁后铁含量小于0.3mg/L；为了保证除铁机组的再生效果，采用水和蒸汽联合反洗反吹；机组配备反冲洗水泵，反冲洗水泵数量2台，一用一备，高温凝结水除铁机组采用自动控制，所有反冲反洗自动完成，无需人为控制。提供的除铁装置采用全自动控制。滤元两侧设置压力变送器，根据压力差来进行反洗再生。再生分为蒸汽反冲和软化水反洗，反冲和反洗通过自动阀门控制，由智能控制柜控制阀门的开闭和反冲反洗时间。高温凝结水除铁机组具有故障检测报警功能，并能够保证在应急状态下凝结水管网系统正常工作，具有自动泄水和旁通装置；高温凝结水除铁机组出口处配置CCD在线监测系统，监测凝结水的水质；在机组出口处配置一台二位三通开关阀，自动控制实现除铁后水质合格的凝结水进入除氧器，水质不合格的凝结水排放。
2.2蒸汽凝结水的回收与利用
卷烟厂采用一套闭式凝结水回收系统，用于收集蒸汽使用过程中产生的凝结水，为除氧系统供给热能，使用过程中需要利用凝结水循环泵为凝结水提供动力。为避免凝结水闪蒸蒸汽造成凝结水泵气蚀故障，需要利用气水分离器和外排阀排除闪蒸蒸汽，为凝结水进行降温，造成较大的热量损失。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对闭式凝结水回收系统进行改造，前移软水与凝结水混合点，将传导式热交换改为混合式热交换，在回收器内完成降温过程。确保凝结水回收器内温度不高于95℃，避免了凝结水闪蒸作业，消除水泵气蚀隐患。同时该项改造还降低了闪蒸汽外排量，减少系统热损失，确保凝结水高效回收。
2.3配置生产加工尾气处理系统
对传输来的蒸汽尾气进行洗涤、汇聚后，进行尾气热量资源再利用。即利用排气凝结器、文丘里洗涤器进行尾气净化处理。一方面，使生产加工过程中排放的尾气能够达到环境保护标准；另一方面，将尾气引入冷凝水回收利用系统，实现尾气余热再利用；此外，该方法操作简便，便于使用与维修。
2.4蒸汽输水节能
疏水阀应在启动阶段排除加热空间中的空气，排除凝结水，若排水不畅易造成管道及设备腐蚀及水锤。热静力疏水阀可以做到定温排放，提高系统热效率，增加可靠性，节约能源，运行良好的疏水阀可保证蒸汽节能，通常一个系统的改造中，疏水阀的费用占7%~10%，而其对整个系统的节能效果达到40%以上的贡献。浮球式疏水阀排量大，是换热器等加热设备的理想选择，不受压力波动的影响，可自由排放空气，缺点易冻，须选择坚硬的浮球，否则易受水锤破坏。主要应用在换热器、蒸汽支管末端、换热器，蒸锅等工艺设备。倒吊桶疏水阀，优点结构简单，使用寿命长，防水锤效果较好，进口家装止回阀，可用于过热蒸汽。缺点排气孔小，排空气性能差，经常出现气堵，压力波动易失去水封，造成蒸汽泄露，小负荷下，易微量泄漏蒸汽。热动力式疏水阀，原理简单，部件少，价格低廉，阀前无冷凝水。缺点，用二次蒸汽密封，能源效率低，使用寿命短，在寒冷条件下易失效。在压力为17kg以下的蒸汽主管和伴热管上有限制的使用，因使用受限制较多，效果较差，重要场合不推荐使用。热静力疏水阀排空气性能最好，可兼具蒸汽排气阀使用，定温排放，能源效率最佳，是蒸汽节能主要使用产品，体积较小，可任意位置安装，在寒冷条件不易冻坏，可依据工作压力变化自动调节排水温度，具有防水锤功能，过热条件亦可输水。缺点，阀前有积水，要求较高条件下需加冷却段，流量较小，适用于蒸汽主管线、蒸汽伴热管网、仪表伴热和小型加热设备的阻汽排水，使用范围很广。
2.5锅炉排污余热回收利用
锅炉运行中，需持续排放高盐分锅水，以维持水质稳定。利用扩容器可以回收这部分排污热量，依靠排污水的闪蒸产生的二次蒸汽，为除氧系统供热。在扩容器内部，需要形成一定的低压环境，压力过大会导致二次蒸汽量产生过少，压力过小会导致二次蒸汽无法补入除氧器被回收利用。因此需要对扩容器进行容量控制。扩容器的容量控制依靠液位传感器和底部阀门执行器来完成。在液位传感器的选择上，由于压差液位计的导压管冷凝水会影响到液位测量准确性，因而选择了抗干扰比较强的磁翻板液位计。扩容器底部阀门执行器选择调节阀，根据液位进行PID控制，维持扩容器内液位稳定，压力稳定，二次蒸汽持续产生，减少除氧罐蒸汽和二次蒸汽损耗。
结语
综上所述，通过重力回收凝结水，这是最好的回收凝结水的方法，在这种系统中，凝结水通过适当地安排凝结水管子并依靠重力流回锅炉。凝结水管道安装设计没有任何升高点。通过压力回收凝结水是利用疏水阀中的蒸汽压力来回收的。凝结水管道被提升到高于锅炉给水箱的高度，因而疏水阀中的蒸汽压力必须能够克服静态压头和凝结水管道的摩擦阻力。在冷启动时，凝结水量最高、蒸汽压力低，不能够回收凝结水，将造成启动延迟以及水锤的可能性。通过利用凝结水回收装置回收蒸汽凝结水，凝结水通过重力方式排放到一个通大气的凝结水收集箱里，在那里一个回收泵将凝结水送回到锅炉房中。
参考文献：
[1]赵男.低压蒸汽系统的优化节能改造[J].炼油与化工，2017（28）：65.
[2]杨文滨，曹先常，陈池，等.某钢厂蒸汽管网疏水系统现状与节能对策[J].冶金能源，2018（1）：55-57.
[3]王璐.冷凝式节能器在燃气锅炉余热回收中的应用[J].中国设备工程，2017（14）.
[4]宫志达，蔺新星，李惟毅，等.有机朗肯循环回收工业余热于集中供热的应用[J].热能动力工程，2019（06）：22-28.
[5]赵晓莉，魏征，寇子明.基于热管、冷凝双重能量回收技术的尾气回收器设计及研究[J].科学技术与工程，2018，18（17）：49-54.
[6]黄诚.热泵技术在燃气蒸汽锅炉的尾气余热回收中的利用[J].区域供热，2017（03）：65-69+89.
论文作者:马占龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/6
标签：凝结水论文; 蒸汽论文; 尾气论文; 冷凝水论文; 系统论文; 余热论文; 节能论文; 《基层建设》2019年第27期论文;