乏汽回收装置在染整厂的应用及效益分析

吴清新

摘 要：文章介绍了乏汽回收装置在某染整厂蒸汽系统工艺的应用，对常规的蒸汽系统工艺进行节能改造，分析了乏汽回收系统的工作原理以及所获得的经济效益和环境效益。

关键词：乏汽回收、蒸汽引射器、节能、效益

近年来，随着染整企业数量的不断增多，企业间的竞争也越来越剧烈，为了提高产品的竞争力，企业只能通过追求更低的生产成本以控制产品价格或者更科技尖端产品来占领市场，以提高利润。而在染整行业中，蒸汽的成本直接影响到了产品的生产成本，为此降低蒸汽的能耗就显得尤为重要。

一、企业现状

某染整厂目前一期投用两台30t/h的链条式中压燃煤锅炉，每日产汽约750t，主要用汽设备为定型机和染色机，定型机使用2.8MPa的中压蒸汽，染色机使用0.6MPa的低压蒸汽。2.8MPa的中压蒸汽经过定型机盘管换热器换热后经浮球疏水阀变成230℃冷凝水，冷凝水排至闪蒸罐，闪蒸出0.6MPa低压蒸汽及165℃冷凝水，闪蒸出0.6MPa的蒸汽补充到染色机用的0.6MPa低压蒸汽系统中，冷凝水排至常压冷凝水回收泵组，变成常压蒸汽及100℃冷凝水。0.6MPa低压蒸汽经过染色机的管壳换热器换热后经浮球疏水阀变成165℃冷凝水，冷凝水排至常压冷凝水回收泵组，变成常压蒸汽及100℃冷凝水，冷凝水通过泵组回收至锅炉除氧器，常压蒸汽（俗称乏汽）则直接排放至大气。乏汽中含有很多低品位的热焓，直接排放一方面造成了企业较大的能源浪费，另一方面造成了环境污染。乏汽排放示意图见图1。

二、乏汽回收意义及原理

1、乏汽回收意义

该染整企业蒸汽系统整体设计时并没有考虑到乏汽回收的设计，大量的乏汽直接排放至大气中造成了较大的能源浪费和环境污染。随着社会的发展进步，乏汽回收技术的创新，国家节能减排及环境保护政策的推进，企业领导节能减排及环境保护意识的加强，企业上层领导逐渐意识到乏汽回收的重要性，既能为企业带来明显的经济效益，又能消除环境污染，取得良好的社会效益，故决定引进乏汽回收技术以回收该部分乏汽。

2、回收装置介绍

传统乏汽回收方式有面接触式、直接混合式等。面接触式主要通过热交换器回收热能，但考虑到传热要求及乏汽低压特性，很难达到换热器设计要求的理想流速，必须通过加大换热面积来提高回收效果，导致换热设备庞大，且处理过程中产生的冷凝水，还需集中后通过水泵供回至冷凝水系统中。直接混合式主要通过将乏汽直接混入需加热介质来回收利用乏汽热能，如喷淋系统，方式简单，但是应用场合受到许多限制，且乏汽回收效率低，无法将乏汽热能得到充分利用。

传统乏汽回收方式针对染整厂的利用意义不大，一方面无法实现完全消除乏汽，另一方面锅炉距离车间较远，乏汽无法通过管道引至锅炉。当前一种新型的乏汽回收技术已投入市场，该乏汽回收的主要装置为蒸汽引射器，它的工作原理是：中压蒸汽进入蒸汽引射器，通过喷嘴将蒸汽的高压能量转化成动能，中压蒸汽离开喷嘴时以很高的速度进入到吸入室，此时会在吸入室口位置产生负压，将乏汽吸入，中压蒸汽与乏汽混合，混合后的蒸汽经过喉部最终在扩压器中将动能恢复成压力势能，得到所需压力的低压蒸汽，将低压蒸汽送至用气用户，从而达到回收乏汽潜热的目的。蒸汽引射器的剖视图见图2。

3、乏汽回收工艺流程介绍

中压分汽缸出口的2.8MPa中压蒸汽经过流量计，再经过调节阀后进入到蒸汽引射器，乏汽从冷凝水回收泵组排空口通过管道引入蒸汽引射器，将乏汽压力控制在0.1MPa后进入蒸汽引射器，乏汽的管道上需安装一个超压应急排空调节阀，当冷凝水回收泵组上的压力超过0.15MPa时，调节阀自动打开，此时乏汽直排到大气中，防止染色机疏水背压过高，造成升温变慢。在蒸汽引射器后端管路上安装一个压力传感器，其输出信号至中压蒸汽调节阀，调节中压蒸汽的压力、流量，最终得到稳定的0.6MPa的低压蒸汽，并将0.6MPa低压蒸汽系统并入到染色机的低压蒸汽管网。乏汽回收工艺流程图见图3。

三、 效益分析计算

1、乏汽排放量计算

定型机组中压蒸汽使用量320t/d，染色机组低压蒸汽使用量420t/d，计算涉及到的相关参数如下表：

中压蒸汽冷凝出的冷凝水进入到闪蒸罐，管路密闭，蒸汽量基本等于冷凝水量，即冷凝水量320t/d，此时冷凝水压力2.8MPa，显热998kj/kg，进入闪蒸罐后变成0.6MPa冷凝水，显热697kj/kg，剩余的301kj/kg热量则闪蒸变成0.6MPa的低压蒸汽，潜热2066kj/kg。

冷凝水闪蒸率=（2.8MPa冷凝水显热-0.6MPa冷凝水显热）/0.6MPa低压蒸汽潜热

=（998-697）/2066*100%=14.57%

0.6MPa冷凝水量=（1-14.57%）*320t/d=273t/d

0.6MPa的冷凝水通过闪蒸罐底部疏水阀排至冷凝水回收泵组，染机的0.6MPa低压蒸汽冷凝后也直接排至冷凝水回收泵组，则0.6MPa冷凝水量=273+420=693t/d。0.6MPa冷凝水在冷凝水回收泵组内再次闪蒸，变成0.1MPa冷凝水，显热504kj/kg，剩余的193kj/kg热量则闪蒸变成0.1MPa的低压蒸汽，潜热2201kj/kg。

冷凝水闪蒸率=（0.6MPa冷凝水显热-0.1MPa冷凝水显热）/0.1MPa低压蒸汽潜热

=（697-503）/2201*100%=8.77%

闪蒸量=0.6MPa冷凝水量*闪蒸率=693*8.77%=60.7t/d

2、效益评估

全年生产时间按330d计算，企业所用煤为烟煤，热值5300kcal/kg，每吨价格920元，锅炉给水焓值417kj/kg，锅炉运行效率75%：

全年可節约运行费用=330d*60.7t/d*（2201+504-417kj/kg）/ 5300kcal/kg/4.184/75%

≈253万元

在节约运行费用的同时，节省了煤炭资源，减少了烟气的排放，消除的乏汽的排放，减少环境污染。既得到了可观的经济效益，也得到了社会效益。

四、结语

在这个能源日益短缺的时代，企业的发展受到了能源缺乏的制约，因此企业必将向低能耗、高效环保的方向发展。我们国家在制定“十三五”的规划中，大力倡导节能减排、低碳发展，推进资源节约集约利用，加大环境综合治理力度，建立节约型社会。目前节能减排工作任务相当艰巨，必须下最大决心，用最大力气，从细微处着手，采取各种有效措施方能实现。本文对乏汽回收系统在染整厂成功运行进行探讨恰恰体现了其“节能减排”这一宗旨，以蒸汽引射器为主要装置的乏汽回收系统它具有结构简单，操作方便，初期投资低、运行费用低，节能效益显著等诸多优点，值得普及与推广。

参考文献：

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[2] 索科洛夫EЯ，津格尔HM. 喷射器[M]. 北京：中国科技出版社，1982.

[3] 殷贤炎 . 工业乏汽回收利用技术研究与探讨[J]. 节能，2008（07）：15-19.