浅析工业生产中采暖伴热与节能减排①

赵刚

(河北宣化钢铁有限责任公司检修公司，河北宣化 075100）

·节能减排·

浅析工业生产中采暖伴热与节能减排①

赵刚

(河北宣化钢铁有限责任公司检修公司，河北宣化 075100）

工业生产过程中，正确使用和控制采暖伴热，通过技术改造和有序控制来实现采暖伴热的低碳、环保，并依据影响采暖伴热的各种因素来调整工业采暖，确保工业生产中生产过程的连续性和能源利用的合理性，达到既充分利用资源，又促进节能减排的最佳状态。

采暖伴热;低碳环保;节能减排;影响因素

在工业生产中，采暖伴热不仅是保证冬季生产连续性和稳定性的必备手段和措施，也是其它季节特殊生产的必要手段。无论在冶金炼制行业还是化工生产行业，由于气温变化带来的操作波动，对产品收率、产品质量以及成品交付速度都有直接影响。因此，工业生产过程中，设备、管线的保温伴热已经越来越广泛地引起业内人士的重视。在倡导绿色环保和低碳经济的今天，工业化大生产带来的污染、浪费比比皆是，合理规划能源利用，既达到了生产需求，又践行了节能减排。合理利用采暖伴热，用切实可行的手段和措施来诠释低碳经济的低污染、低排放、低能耗，是呵护人类共同生活的星球最基本的要求。

1 影响采暖伴热的主要因素

影响采暖伴热的环境因素有很多，概括起来主要有两大因素:一是气候条件对采暖伴热带来的影响，即环境温度降低时，整个采暖系统会受到低温的影响，采暖效果降低甚至造成管路冻结;另一个是介质特性给采暖伴热带来的影响，如有些管线介质由于凝点、聚合等特性，在反应的过程中需要持续伴热。对于由气候条件影响造成的采暖伴热，需要针对不同的季节进行调整;对于由于介质特性带来的采暖伴热则需要根据生产的递进不断地调整。两者在本质上有着必然的联系又各有特征，合理利用采暖伴热手段，对行业的节能减排非常重要。此外，亦不可忽略在采暖伴热过程中人的因素带来的影响。

在钢铁冶金行业中，烧结矿冷却产生余热，炼钢、轧钢过程中也会产生大量的过热饱和蒸汽，合理利用这部分热资源，不仅可以节约生产必需设置的伴热所投入的费用，而且变废为宝，值得推广。为保证生产过程中各个环节的畅通和产品质量，无论是由于哪种原因所需要敷设的伴热都必须引起生产者的重视。

1.1 气候变化带来的采暖伴热与节能减排

气候原因引起的伴热弹性较大。在冬季，炼制行业户外设备、管线必须借助采暖系统保证生产装置的平稳运行。尤其是高温高压装置，当高温介质通过户外管线和设备，内外大幅度的温差造成管线温度的骤升骤降，会导致凝结管线、损坏设备，造成能源和资源的浪费。当冬季过去，外界环境对生产装置带来的操作参数的波动将逐渐消除，这时候可以断掉这部分伴热。

因此，建立季节性的采暖伴热使用标准非常必要。可依据气温的变化来规范伴热的投用，而不是仅仅拘泥于一年的某一个时间段。这对于提高供暖质量，减少不必要的浪费大有裨益。

企业也可以根据当前气温预告做出相应的供暖预案。当气温较高时，延缓供暖日期;反之，冷空气入侵，可以提前启动供暖预案，达到灵活有序。冬季伴热在物耗和能耗上给节能减排提出了新的挑战。当采暖伴热恰到好处地被控制，企业可以保证装置正常运行的需要，更达到了节能减排的目的，可谓一举两得。

1.2 介质特性带来的采暖伴热与节能减排

首先，介质特性引起的伴热通常没有明显的季节性要求。由于介质的物理特性，常常有一些反应塔的塔身内外存在温差，这容易导致塔内介质气相冷凝发生聚合，从设计的角度考虑，必须投用伴热。

其次，有的管线内介质存在熔点问题。如果低于熔点，会导致介质凝固。比如冶金行业的炼制过程中，为了满足更高质量、更多品种的高级钢，可以采用多种钢水炉外处理 (又称炉外精炼）的方法。伴热和冷却同样都是生产中非常重要的工序。

再次，真空反应系统管线的蒸汽伴热不受季节限制。当真空管内外温度差较大时，容易导致管内介质冷凝，真空度效果不好，为了解决这个问题，工程技术人员需要对这部分管线进行特殊处理，采用适宜的保温材料来进行伴热。因此，伴热需要常开。

1.3 人的因素对采暖伴热与节能减排的影响

在实现采暖伴热过程中，人的因素至关重要。在工业生产中，技术管理人员是生产指令的行使者，科学地分析判断和决策对生产至关重要。这需要技术人员收集现场各种数据和指标，从而对每一环节所需要采暖伴热的使用量有一个合理的估算，并依据这些结论来实施。一线操作员根据操作指令对现场进行控制，中控人员通过远程信号和对讲机实现对现场操作工的控制，让操作工获得正确的操作指令。在对整个系统的采暖伴热的控制中，中控人员的远程指令、一线操作员的实际操作水平对采暖伴热的质量都起着非常重要的作用。

以上种种情况带来的采暖伴热，从表面上看并无可节约之处。其实不然，节能减排是一个恒久的话题，需要管理者和技术攻关人员从技术的角度去挖掘，制定合理有效的采暖控制方案，让操作人员依据每条伴热管线的控制指标及时调节伴热阀的开度。另外，操作人员每天都要对伴热管线的温度、阀门开度、室外温度进行记录，工程技术人员根据这些记录制作电子跟踪曲线，形成分析图表，根据这些图表不断调整供暖指标，这样一来，每一公斤蒸汽都充分利用，从而达到节能的目的。

2 正确使用伴热实现节能减排的措施

如何科学地使用好伴热，节约能源，减少排放是目前各行各业关注的话题。那么，如何真正做到正确使用采暖伴热，保证工业生产全方位节能减排呢?

2.1 建立必要的采暖伴热台帐

技改技措与工业生产紧密联系，检修与改造更是生产的孪生兄弟。在装置检修改造过程中，可对伴热管线进行相应改造。因气候原因带来的采暖伴热，需要对伴热管线进行保温层敷设，这会导致伴热管线蒙上一层神秘的面纱。建立采暖伴热台账，可以加强管理控制。当操作人员发生变动时，伴热台帐的启用会给工作交接带来便捷。即使操作人员不变，必要的台帐和备份会大大提高工作效率。因此，技术改造过程中，伴热分配台的变动、阀门位置的移动都要备份。

首先，要有备案图纸，方便查找管线，当管线发生堵塞或泄漏时，能够根据图纸迅速找到故障点，并加以修复。其次，要对所有的阀门架设标签，标签采用金属钩环和镂空铁皮等不容易随环境改变而变形或模糊的材质，镂空的部位即是标识，标明阀门的用途、编号，来水阀门与回水阀门的标签要吻合。现场的标识要与台账的位号相吻合，这种管理方式可以规避当操作人员变动发生的交接误区。

2.2 在细节中寻求突破

建立电子图表，在每台设备每条管线上作出电子图标，通过日常运行的经验参数曲线确定伴热的开停时间和伴热阀门的开度，充分挖掘生产力中人的因素，将人的主观能动性注入工作中，使其成为提高工作效率的催化剂。当管线达到所需要的伴热温度时，操作工依据技术人员提供的指标及时控制伴热阀的开度，减少热损失。由此带来的能耗降低，从某种意义上说就是增效。生产成本降低了，利润自然就会提升。

通常很多生产装置在运行过程中，由于操作人员的消极怠慢，伴热阀门的开度不会对生产造成直接影响，甚至开得越大越保险。为了省力省时，操作工人会选择把阀门开度开到最大，这样一来，虽然从一定程度上保证了生产运行，但是蒸汽的消耗也大大提高。工业生产中，考虑到在生产装置上安装计量设备带来的施工和管理、维护费用，通常伴热使用蒸汽不安装计量表，性能指标也不作为考核，这样就给操作带来了浪费的空间。一方面，提高全员素质，将全球能源节约理念注入到生产和生活中，增强员工的节能减排意识，精心操控，减少浪费;另一方面，可以在操作系统上安装计量表，加强伴热考核，并根据节能效果进行奖惩。从生产与管理细节中加强节能减排意识，改进工作方式，不但不会对我们的生活质量带来不便，而且为合理利用能源、减少排放找到更合适的渠道，为节约能源、降低排放作出了贡献。

2.3 选用适合排量等级的疏水阀

合理利用伴热能源，保证伴热系统通畅、节约伴热资源，就需要为系统配置合适的疏水阀。疏水阀是控制采暖伴热的主要控制元件，根据生产特点，选用适合的疏水阀，会有效控制采暖伴热并达到最佳节能效果。疏水阀基本的工作原理就是利用蒸汽和水的重量差和温度差来实现疏水的目的。

蒸汽疏水阀有很多种，按照不同的分类方法有不同的类别。从实用的角度我们按动作原理进行分类，见表1。

表1 疏水阀的分类Table 1 Classification of drain valve

根据表1所列疏水阀的分类，工业生产伴热采暖疏水器通常选用膜盒式疏水器和机械型浮球式疏水阀。它们的共同特点是价格低廉，使用方便。在此分类下说明每一种阀门的功效。

膜盒式疏水阀的主要动作元件是金属膜盒，内充一种气化温度比水的饱和温度低的液体，有开阀温度低于饱和温度15℃和30℃两种供选择。膜盒式疏水阀的反应特别灵敏，不怕冻，体积小，耐过热，任意位置都可安装。背压率大于80%，能排不凝结气体，膜盒坚固，使用寿命长，维修方便，使用范围很广。装置刚起动时，管道出现低温冷凝水，膜盒内的液体处于冷凝状态，阀门处于开启位置。当冷凝水温度渐渐升高，膜盒内充液开始蒸发，膜盒内压力上升，膜片带动阀心向关闭方向移动，在冷凝水达到饱和温度之前，疏水阀开始关闭。膜盒随蒸汽温度变化控制阀门开关，起到阻汽排水作用。

膜盒式疏水阀有碳钢和不锈钢两种，小型轻量。它具有以下特点:(1）可任意角度安装;(2）感温元件耐蚀性强; (3）阀内装膜盒，有单组、双组、多组，适用于大排量场合; (4）在压力范围内都是具有固定过冷的循环操作; (5）出色的排空气能力，可耐过热的蒸汽和水锤。疏水阀用于蒸汽管网及设备中，能自动排出凝结水、空气及其它不凝结气体，并防止水蒸气泄漏。这类疏水阀的优点是启闭动作灵敏、可靠，自动排空气性能好;低温环境中不怕冻、抗水击，耐过热;在极少冷凝水形成的情况下，无新鲜蒸汽泄漏。

自由浮球式疏水阀即机械型浮球式疏水阀的结构简单，内部只有一个活动部件即精细研磨的不锈钢空心浮球，既是浮子又是启闭件，无易损零件，使用寿命很长，YQ疏水阀内部带有Y系列自动排空气装置，非常灵敏，能自动排空气，工作质量高。设备刚启动工作时，管道内的空气经过Y系列自动排空气装置排出，低温凝结水进入疏水阀内，凝结水的液位上升，浮球上升，阀门开启，凝结水迅速排出，蒸汽很快进入设备，设备迅速升温，Y系列自动排空气装置的感温液体膨胀，自动排空气装置关闭。疏水阀开始正常工作，浮球随凝结水液位升降，阻汽排水。自由浮球式疏水阀的阀座总处于液位以下，形成水封，无蒸汽泄漏，节能效果好。最小工作压力0.01 MPa，从0.01 MPa至最高使用压力范围之内不受温度和工作压力波动的影响，连续排水。能排饱和温度凝结水，最小过冷度为0℃，加热设备里不存水，能使加热设备达到最佳换热效率。

根据管线的特性和疏水器的性能对比，选用适合排量等级的疏水器，使疏水效果达到最佳。膜盒式疏水器和浮球式疏水器各有自身的优势，技术人员可以根据使用管线的特性进行选择。当蒸汽管线外排蒸汽达到一定量时，疏水器外排，造成浪费。而将这部分冷凝水回收，为节能减排提供了新思路。

3 结 语

节能减排与采暖伴热是工业生产中广泛关注的话题，低碳经济引发的思考让工业生产走向绿色、环保之路。通过分析采暖伴热的影响因素，根据生产需要合理控制、使用能源，分别对气候变化、介质特性和人的因素对采暖伴热与节能减排所带来的影响，提出在工业生产中，建立必要的采暖供热台账，在生产与管理细节中寻求突破，选用适合生产过程的疏水阀，从而达到减少操作程序、规避操作失误，进而获取降低能耗所带来的潜效益，达到合理利用能源的目的。

［1］陈永刚.蒸汽疏水阀的选用与维护［M］．技能与环保杂志编辑部．

［2］全国管路附件标准技术委员会．中国机械工业标准汇编［S］．北京:中国标准出版社．

［3］姜敏凤．金属材料及热处理知识 ［M］．北京:机械工业出版社．

Analysis of Heating＆Tracing And Energy Conservative＆Em ission Reduction in The Field of Industrial Production

ZHAO Gang
(Maintenance Co．of Hebei Xuanhua Steel Co．，Ltd．，Xuanhua 075100，China）

In industrial production process，appropriately use and controlof heat tracing can achieve a low carbon and environmental protection goal by technology transformation and good control，and changing various factors to adjust industrial tracing．This could ensure continuousness of production process and reasonable energy utilization，and create an optimized status of energy conservative＆emission reduction and resources full use．

heating and tracing;low carbon environmental protection;energy conservative and emission reduction;affected factors

TQ117

A

1007-7804(2012）01-0039-04

10.3969/j.issn.1007-7804.2012.01.011

2011-10-10

赵 刚 (1974），男，1991～1995年就读于北华大学(原吉林电气化高等专科学校）电子工程系自动化仪表专业，2010年毕业于沈阳工业大学计算机信息与管理专业。目前供职于河北宣化钢铁有限责任公司检修公司机电三车间。