蒸汽系统余热利用改造实例

江西中烟工业有限公司井冈山卷烟厂 刘银初

蒸汽系统余热利用改造实例

江西中烟工业有限公司井冈山卷烟厂 刘银初

蒸汽作为高效的热载体，在烟机设备中释放出大量的热量后变成冷凝水，并通过疏水阀直接排放。冷凝水是一种高温水，当蒸汽释放其热量转变为冷凝水状态后，大约还有20%～25%的热量保留在冷凝水中，如果把冷凝水排放掉，所失去的热量只能通过燃烧更多的燃料加热低温的补充水来弥补。如能通过一定的技术手段，最大限度地回收利用这些水资源和热量，便可达到节能减排、降低成本的目的。

近几年来，燃料费用不断上涨，在生产成本中所占的比重也越来越大。采取积极、科学、有效的节能措施，节约燃料等费用，降低生产成本，不仅是企业对社会责任感的体现，同时也具有显著的经济效益和社会效益。

MFP标准双泵

浮球疏水阀

蒸汽系统回收现场情况

江西中烟工业有限公司井冈山卷烟厂生产车间采用一台10吨/小时的燃汽锅炉，产生的蒸汽全部用于车间工艺所需。然而产生蒸汽所消耗的能耗较高，运行压力时有波动，蒸汽品质不稳定，给生产带来了一定的影响。主要体现在：①生产车间用蒸汽的烟机设备疏水后直接连接室外空气，厂房附近烟汽腾腾，不利于生产、管理；②蒸汽高温高压，易造成环境污染；③浪费了大量的热能。

井冈山卷烟厂生产车间用汽点主要分布在空调房、制丝车间、薄片车间，由于用汽量、线路分散、距离及改造费用等原因，根据厂内各车间的布局情况，只能回收空调房以及制丝车间的冷凝水。

生产车间现场的用汽情况为每小时用汽量（烟机设备换热）为4吨/小时，如想产生4000公斤/小时的蒸汽，就必须给锅炉补充4000公斤/小时的补给水量。而为了把这4000公斤/小时的冷凝水从常温的20℃加热到90℃，所需要的热量为1172080千焦。按照全年的工作时间为2240个小时计算，那么，全年所需要消耗的热量为2625兆焦，折合成天然气为75600立方米/年。

冷凝水回收的布置及选型

根据厂内各生产车间的生产状况及产量，我们分析计算出各分支管道、冷凝水回收主管的大小以及各个疏水点管径大小，并计算出闪蒸蒸汽的比例、水和蒸汽的体积、闪蒸蒸汽所占的质量，再根据湿蒸汽在15米/秒左右的流速，就可选型出疏水阀后排放管道的口径大小。

蒸汽冷凝水属于高温水，在回收泵选择上必须考虑高温水的汽蚀问题，目前使用的离心式电泵已不适用。经过查阅资料以及分析研究，我们认为斯派莎克研制生产的MFP14自动机械泵，采用蒸汽作为动力源，专门用来回收温度达到 100℃的冷凝水。它利用浮球机械结构来驱动泵循环，不会造成气蚀损坏，没有高速运动的部件。并且它利用蒸汽作为动力（蒸汽可直接从锅炉房内取用，路径短、费用低），不需要电力、液位控制或者其他非机械装置。当冷凝水达到泵时，它驱动浮球机构，从而开始泵的循环，这种泵会自动地对所需抽的冷凝水量做出反应，以适应蒸汽系统中冷凝水量的波动变化。

根据分析我们得出，采用DN80 MFP14双泵组合，单台排量为4.5吨/小时，总排量可达9吨/小时，一用一备，可确保生产车间的正常生产。

项目实施后存在的问题及改造

根据研究制订的实施方案，我们对冷凝水回收项目进行了改造并投入使用。但是，使用后发现回收后的冷凝水到锅炉房除氧水箱内顶端有大量蒸汽冒出，无法正常投入生产。经过现场采用“超声波测漏仪”对厂内主蒸汽管道和相关设备的疏水阀进行全面检测后，发现有些阀门选型配置不科学，尤其是一些暗装的疏水阀因长期忽视检查、清洗而造成严重的堵塞或泄漏，特别是制丝车间的烟机设备的疏水装置和旁通存在大量的泄漏。经过检测及分析论证得出的结论，我们选用斯派莎克浮球疏水阀替换了原来的阀门，这样一来，不仅有效地解决了冷凝水回收装置蒸汽泄漏问题，而且解决了多年来疏水阀泄漏的隐患，并且节约了蒸汽。

节能及经济效益分析

厂内生产车间的蒸汽系统节能改造工程完成后，产生了良好的节能减排效果，主要表现在以下4个方面：第一，疏水经过改造后能及时排除设备中的空气，缩短启机时间，并能够及时、迅速地排放冷凝水。第二，回收的高温冷凝水中含有大量热量，不仅节约了能源，同时降低了系统的腐蚀。第三，锅炉注水温度上升，锅炉平稳运行，压力波动小，生产稳定。第四，减少了二氧化碳排放量，从而起到保护环境的作用。

蒸汽系统节能改造在实现节能环保效益的同时，也产生了良好的经济效益。冷凝水回收不仅直接降低了天然气耗量，节约了成本，而且还节约了水费和水处理费用。改造后，我们每生产一箱香烟可节省天然气1立方米（见表1、表2），如按每年生产85000箱计算，全年可节约天然气约 85000立方米，按每立方米天然气折合人民币3.5元计算，可节约29.75万元，其中还不包含水费和水处理费用。

表1 5月份锅炉用气及产量情况

表2 6月份锅炉用气及产量情况