重灰冷凝水闪发器出口管线安装加压泵

李敬辉

（南化集团连云港碱厂，江苏 连云港 222042）

连云港碱厂建厂生产规模为年产60万t纯碱，其中轻质纯碱20万t，重质纯碱40万t。2008年经过扩产，目前具有年产120万t纯碱生产规模，其中轻质纯碱40万t，重质纯碱80万t。扩产后重灰产生的冷凝水量增加一倍，冷凝水通过重灰闪发器自身压力送到锅炉回水管网已不能满足生产需要，造成重灰闪发器液位偏高，使冷凝水不能有效闪发，闪发器出汽带液严重，在闪发器出口到低压汽管线之间存在水阻现象，管道里存在大量冷凝水。通过在重灰冷凝水闪发器出水管线增加加压泵，提高冷凝水的输送速度，使之得到有效回收利用。

1 重质纯碱生产工艺过程简介

轻质纯碱在转鼓式水合机内与水混合，在一定温度下生产一水碱结晶，由水合机制得的一水碱在重灰炉内加热制成重质纯碱。加热蒸汽（一部分来自低压蒸汽管网，一部分来自轻灰闪发的轻灰二次汽）从煅烧炉旋转接头中心套筒进入汽室和加热管，换热后冷凝水从旋转接头处套管间排出，经贮水槽汇同轻灰闪发器来的冷凝水进入重灰闪发器，闪发后的蒸汽进低压管网，冷凝水去锅炉回水管网。

2 冷凝水闪发器出水管线安装加压泵

因存在重灰闪发器液位偏高，造成冷凝水不能有效闪发，闪发器出汽带液严重，部分冷凝水随闪发蒸汽进入了低压蒸汽管网，冷凝水在低压蒸汽系统中的存在，一方面容易造成水击，给安全生产造成严重危害，缩短蒸汽管线使用周期；另一方面，冷凝水进入换热设备，不仅影响换热效率，造成能源浪费而且加剧换热设备的腐蚀，减少使用寿命。2007年7月经过选型在重灰闪发器出水总管线上加装冷凝水加压泵。加压泵性能参数：

改造使用后，冷凝水输送量由21m3／h增加到43m3／h，但闪发器液位还是居高不下，冷凝水量与理论产生量相差较大，说明冷凝水还没有有效闪发，闪发器出汽仍部分带液。

3 理论上产生冷凝水量计算

3.1 生产重灰产生冷凝水量

1）根据物料、热平衡计算，推出生产每吨重灰，需蒸汽量494.72kg／t。

2）出重灰炉蒸汽冷凝水量计算

由饱和水蒸汽表知：P＝1.3MPa时，热水焓为458.4kJ／kg，P＝0.3MPa时，热水焓为317.6kJ／kg，蒸汽焓为2 636.9kJ／kg。

因闪发出水蒸汽为G1，冷凝水为G2，则：

494.72 ＝G1＋G2

494.72 ×458.4＝G1×2 636.9＋G2×317.6 G1

解得：G1＝30.03kg／t，G2＝464.69kg／t。

所以，每吨重灰可回收0.3MPa的蒸汽30.03 kg／t，回收水量为464.69kg／t。

3.2 生产轻灰产生冷凝水量

1）根据物料、热平衡计算，推出生产每吨轻灰，需蒸汽量1 393.3kg／t。

2）出轻灰炉蒸汽冷凝水回收热量计算

由饱和水蒸汽表知：P＝2.94MPa时，热水焓为558.52kJ／kg，蒸汽焓为2 785kJ／kg；P＝0.3 MPa时，热水焓为317.6kJ／kg，蒸汽焓为2 636.9 kJ／kg。

因闪发出水蒸汽为G3，冷凝水为G4则：

1 393.3＝G3＋G4

1 393.3×558.52＝G3×2 636.9＋G4×317.6

解得：G3＝144.73kg／t，G4＝1 248.57kg／t。

所以，每吨轻灰可回收0.3MPa的蒸汽144.73 kg／t，回收水量为1 248.57kg／t。

3.3 冷凝水回收量

从以上计算结果可知，生产每吨重灰，需蒸汽量494.72kg／t，回收水量为464.69kg／t。生产每吨轻灰，需蒸汽量1 393.3kg／t，回收水量为1 248.57 kg／t。重质纯碱生产能力按50t／h，则回收水量为23t／h；轻质纯碱生产能力按100t／h，则回收水量为125t／h，重灰闪发器共回收水量为23＋125＝148t／h。

4 冷凝水加压泵改型

根据理论上回收冷凝水量148t／h，为彻底解决冷凝水输送量缺陷，参考兄弟单位使用冷凝水加压泵的经验，2014年5月又对冷凝水加压泵进行改型。改型后的加压泵性能参数：

改型后，冷凝水输送量增加到136t／h，闪发器液位由95%降到72%，闪发器负荷明显减小，冷凝水输送率由29.1%上升到91.9%，得到大幅度提升，改型后使用效果较显著。

5 重灰冷凝水闪发器出口管线扩径

为使重灰闪发器冷凝水通过冷凝水加压泵最大限度输送冷凝水量，经过重新设计技术改造，2015年8月份利用停产大修机会，对重灰冷凝水闪发器出口管线进行扩径，出口管线由原来DN150扩大到DN250；同时将冷凝水加压泵进口管线由原来DN200扩大到DN300，技改后，冷凝水输送量增加到146t／h，闪发器液位由72%降到60%，闪发器负荷又大幅度减小，冷凝水输送率由91.9%上升到98.6%，得到大幅度提升。技改后使用效果较好，彻底解决重灰闪发器液位偏高，使冷凝水得到有效闪发。

6 防止加压泵汽蚀措施

为防止冷凝水加压泵产生汽蚀，采取在加压泵进出口管线增加仪表自调节循环管线，操作时将重灰闪发器液位设定在30%～50%之间，若闪发器液位低于设定值时，冷凝水将保证重灰闪发器液位进行自身循环，确保冷凝水加压泵不发生汽蚀现象。

7 回收效益

1）加压泵投用后，冷凝水回收率超过98.6%，减少了重灰闪发器汽液夹带损失和进低压蒸汽管网，每小时增加工艺回水输送量123t，冷凝水价格（含热值成本）6元／t，每小时增效738元，每月节约143℃的凝结水约8.86万t，节约凝结水的月效益约53万元。

2）因生产每吨重灰可回收0.3MPa的蒸汽30.03kg／t，生产每吨轻灰可回收0.3MPa的蒸汽144.73kg／t。重质纯碱生产能力按50t／h，轻质纯碱生产能力按100t／h，则共回收0.3MPa的蒸汽近似为15t／h。0.3MPa的蒸汽以35元／t，年产生价值420万元／年。

8 结 论

加压泵投用后，冷凝水回收率超过98.6%，有效回收利用了0.3MPa的低压蒸汽，节能效果显著。减少了重灰闪发器汽液夹带损失和冷凝水进低压蒸汽管网，降低了生产成本，具有较好的经济利益和社会效益。

［1］ 陈学勤.氨碱法纯碱工艺［M］.沈阳：辽宁科学技术出版社，1989

［2］ 中国纯碱工业协会.纯碱工学［M］.北京：化学工业出版社，1990

［3］ 姜家国.年产30万t重质纯碱工程优化及设备选择计算［J］.大化科技，1996（1）