熊静
贵州中烟工业有限责任公司毕节卷烟厂 贵州 毕节 551700
摘要：蒸汽作为烟草加工企业中应用最广泛的热源，用来完成生产中所需的各种加热过程，其放出汽化潜热后变成近于同压的高温饱和冷凝水，热量约占蒸汽总热能的25%左右，且品质极佳，相当于较纯净的蒸馏水，无需再经过软化、脱盐等水处理过程，最适合做锅炉给水。本文在介绍毕节卷烟厂冷凝水回收系统现状及存在的问题的基础上，综合考虑全厂蒸汽系统，采用冷凝水系统背压控制技术，优化蒸汽系统，实现合理高效地回收利用冷凝水，达到高效利用蒸汽管网及节约能源的目的，具有良好的社会效益及经济效益。
关键词：冷凝水；优化；回收；背压控制技术
一、冷凝水回收系统现状及存在的问题
1.现状
联合工房的蒸汽冷凝水回收管道主要分为：制丝工艺设备排出的冷凝水，汇集总管DN125、226设备独立管道DN65；空调设备排出的冷凝水，汇集总管DN125；制冷机组排出的冷凝水，汇集总管DN125。联合工房的四路冷凝水回收管道分别回到负一楼冷凝水回收站，通过2台密闭式冷凝水回收设备将冷凝水送回锅炉房，其工艺流程如下：
.png)
其中， 制丝工艺设备的冷凝水疏水点共计12个，其中有7个疏水点的冷凝水管道部分地埋。制丝工艺设备中：代号226的“薄板烘丝机”是制丝工艺的重要工艺环节，蒸汽用量较大，冷凝水排量大，所以布置了Ф73×3.5的独立冷凝水管道。其余11个疏水点的冷凝水通过汇集，由Ф133×4.5的管道引回冷凝水回收站。
2.在的问题
冷凝水管网背压过高，对制丝生产造成影响，低压蒸汽及冷凝水对外直排:冷凝水管网中低压蒸汽的来源：高温饱和冷凝水降压时闪蒸形成的二次蒸汽、疏水阀泄漏或人为打开疏水阀旁通造成的串蒸汽进入冷凝水管网。生产过程中随着工艺设备蒸汽负荷的变化，冷凝水管网的压力（以下简称“背压”）会上下波动。当冷凝水管网背压升高到一定压力时，对部分工艺设备的正常疏水造成影响，严重时影响设备的运行参数，造成产品不合格。目前，工厂制丝工艺排出的冷凝水分两路管道（DN125、DN65）回到冷凝水回收站，进入一台密闭冷凝水回收设备内中。由于冷凝水回收设备没有控制系统背压的措施，使制丝工艺的冷凝水管网背压过高，对生产造成了影响，不得已通过排空管直接排放低压蒸汽和冷凝水，造成大量热能白白浪费，而且污染了环境。
二、制丝工艺蒸汽及冷凝水基本数据
1.蒸汽供应情况
锅炉房输出的动力蒸汽约1.0MPa，送至联合工房蒸汽热力站经1#、2#分汽缸配送输出，1#分汽缸蒸汽压力≥0.8MPa；2#分汽缸蒸汽压力≤0.4MPa。
2. 制丝工艺设备蒸汽、冷凝水情况一览表 表一
.png)
三、冷凝水回收系统改造方案
1.方案概述
本次冷凝水回收改造技术方案：采用以baelz590蒸汽喷射器为核心控制部件组成的D/LH “低压蒸汽和冷凝水密闭回收机组”（以下简称“D/LH冷凝水回收机组”）代替现有的“冷凝水回收设备”，通过D/LH冷凝水回收机组有效控制制丝工艺冷凝水系统背压，在保障制丝设备安全生产的前提下，对二次蒸汽进行回收利用，并全部密闭回收联合工房的冷凝水，实现蒸气热力系统的最佳运行能效。冷凝水回收改造工艺流程图如下：
.png)
按照本技术方案改造后，联合工房的制丝工艺冷凝水、空调机组冷凝水、制冷机冷凝水全部回到D/LH冷凝水回收设备内，在设备内回收冷凝水中的二次蒸汽（简称低压蒸汽），全部高温冷凝水在密闭系统内送回锅炉房。回收的二次蒸汽经加压后配送为新蒸汽（蒸气压力0.3MPa-0.4MPa）输出至热力站1#分汽缸Ф219管道出口的减压阀后，进入2#低压蒸汽分汽缸，供2组空调机组和换热机组使用，可关闭原空调机组和换热机组的动力蒸气供应，最终实现锅炉输出蒸汽产量的减少，节约燃料和减少废气排放。
2. D/LH冷凝水回收机组关键技术简介
（1）baelz590蒸汽喷射器
baelz590的工作原理是利用高压动力蒸汽高速流过拉法尔喷嘴时，在喷嘴周边形成低压区，将高于设计抽吸压力的低压蒸汽抽入喷射器，在喷射器内部进行混合、扩压后形成工艺需要的蒸汽输出。由于冷凝水中的二次蒸汽是一个动态参数，运行中蒸气喷射器必须能适应系统工况的变化，baelz 590蒸汽喷射器具有自适应调节能力，baelz 590自带气动执行器，通过对输出压力的检测（含蒸气流量变化）经PID调节控制执行器动作，以改变内部喷嘴截面积大小，可在喷射器特性曲线内保持最佳二次蒸汽回收效果，并维持闪蒸罐压力较低，是冷凝水系统背压较低，以确保工艺设备冷凝水的顺利排出。下图是baelz 590喷射器的特性曲线示例：
.png)
（2）高温水泵防汽蚀装置
液体在一定温度下，降低压力至该温度下的汽化压力时，液体便产生汽泡。这种现象称为汽蚀。水泵运行时，由于泵内局部区域压力较低(通常是叶轮进口处)，在输送高温液体时，泵内绝对压力容易降到高温液体的汽化压力以下，使得液体容易发生汽蚀。汽蚀会造成水泵损坏、管道震动等危害。防止水泵汽蚀的主要措施之一是增大水泵吸入端压头。根据这一理论，本方案采用的防汽蚀装置结构及工作原理如下：防汽蚀装置由水力引射器、水泵和自力式压力控制阀组成。当水泵启动时，泵出口压力低于自力式压力控制阀设定压力，自力式压力控制阀处于关闭状态，水泵启动后，泵出口压力迅速升高至自力式压力控制阀设定压力，自力式压力控制阀缓慢打开，冷凝水被送出。在启动时，旁路导管将泵出口的高压动力水引至水力引射器入口，由引射器引射冷凝水并增压至设定压力后进入水泵，使水泵吸入口压力高于该温度下的汽化压力，冷凝水不会发生汽化，水泵就不产生汽蚀。在自力式压力控制阀的调节下，水泵出口处的压力即水力引射器进口高压水流的压力一直处于稳定的设定压力下，保证水力引射器的稳定工作，同时也保证了水泵不会被汽蚀。
（3）冷凝水系统背压控制技术
① D/LH冷凝水回收机组内配备有高效雾化喷淋系统，通过压力传感器检测集水罐内部压力，当压力升高到设定压力后，雾化喷淋系统自动启动，向集水罐内喷淋常温软水，雾化的低温软水能迅速吸收罐内蒸汽潜热，使蒸气冷凝降压。喷淋系统的水流量受集水罐压力和温度的双冲量控制，自动调节阀门开度控制喷淋水流量。
② 闪蒸罐上安装有压力传感器随时检测闪蒸罐内压力，当罐内压力达到较高压力（可设定）时，自动打开连接到集水罐管道上的电动阀向集水罐泄压，以降低闪蒸罐内压力。在极端工况下，当闪蒸罐压力升高至影响制丝设备的生产时（该压力可根据生产情况设定），可通过闪蒸罐上的电动阀直接排放罐内蒸气，降低罐内压力，确保制丝设备的安全生产。
四、冷凝水回收系统改造的目的
回收利用二次蒸汽，冷凝水全部密闭回收，实现蒸汽热力系统的运行能效最佳；采用技术先进的冷凝水回收设备，在有效控制冷凝水系统背压，保障制丝工艺设备安全生产的前提下，尽量回收利用二次蒸汽，减少软水制水的费用和污水排放量，提高锅炉给水质量，减少燃料消耗费用，提高炉水纯度，减少锅炉受热面结垢，降低排污损失，形成较好的节能效益。
结束语
目前，系统运行状况良好，通过上述各部分的节能改造，优化了全厂蒸汽系统，提高整个蒸汽管网的热效率，节约热源。另外，由于回收了大量冷凝水补给锅炉，使进入锅炉的新鲜软化水量大大减少，将极大地改善锅炉炉内水质状况，可降低锅炉现有排污率的40%-50%，大大减少1.0MPa下高温饱和水的排放，从而节约一笔可观的燃料费用。