卷煙廠冷凝水的回收應用

黃 宏，葉校圳

（廈門煙草工業有限責任公司，福建 廈門 361022）

大氣式熱力除氧是工業蒸汽鍋爐首選的除氧方式，但熱力除氧器存在能耗高的缺點。1臺普通的大氣式熱力除氧器，其實際耗汽量可達到配套鍋爐總產汽量的15%～20%，不僅消耗了大量新鮮蒸汽，還降低了鍋爐實際可利用的蒸發量。為了降低熱力除氧器的蒸汽輸入，可采用負壓的方法降低除氧器內軟化水的蒸發溫度，以節約蒸汽使用量，也可利用KLAR除氧器乏汽回收裝置減少蒸汽使用量，取得較好節能效果，這些都需要對原有除氧器進行較大的改造。

卷煙制造工藝過程中需要使用蒸汽對煙葉煙絲進行松散回潮或者加熱增濕，蒸汽通過制絲車間的烘絲及等設備后，壓力溫度降低，轉化為冷凝水。這部分冷凝水具有一定壓力和溫度，所含熱量占新鮮蒸汽總熱量的20%～30%，有很好的回收利用價值。因此決定回收卷煙廠的高溫冷凝水，并回用到熱力除氧器進行加熱除氧，以減少從鍋爐供給除氧器的蒸汽量，節約能源。

一、材料與方法

1.設備

主要設備為20t/h大氣式熱力除氧器、CDST型冷凝水回收機械泵裝置、1m3閃蒸罐、管殼式水-水換熱器(DN700，LN2.5)、Y型DN65過濾器、GP-2000DN65減壓閥及西門子VVF41.65電動調節閥。

2.方法

冷凝水回收及除氧器利用流程如圖1所示。

圖1 冷凝水回收及除氧器利用流程

(1)乏汽回收及輸送

從用汽設備上回收的冷凝水經過不銹鋼管道被收集到車間的CDST型冷凝水回收機械泵的泵體內，摻雜的空氣等不凝結氣體由開啟的廢氣口排出。當泵體內充滿冷凝水后，浮球驅動閥門翻轉機構動作，該快速翻轉動作促使機械泵從進水沖程向排水沖程的迅速轉換，并打開壓縮空氣進口閥，關閉廢氣閥。當泵體內壓力迅速超過背壓后，冷凝水推開出口止回閥，并輸送到閃蒸罐中。隨后泵體內冷凝水液位下降，浮球重新觸發閥門翻轉機構，并關閉壓縮空氣進口閥，打開廢氣出口，使泵體內壓力下降，冷凝水重新通過進口止回閥進入泵體，進入下一次的回收循環。

(2)閃蒸汽利用

經回收機械泵輸送到閃蒸罐的冷凝水，在罐內迅速膨脹降壓，氣化產生閃蒸汽，經折流板進行汽液兩相分離。閃蒸汽壓力如圖2所示，壓力在0.03～0.08MPa之間波動，達到除氧器所需蒸汽壓力的最低要求。

圖2 閃蒸汽壓力波動圖

傳統的的大氣式熱力除氧器在汽空間裝有新鮮蒸汽加熱除氧系統，在水空間裝有補償加熱管道，通過減壓閥K1和常開式電動閥K2、K3進行PID自動調節運行。額定運行工況為壓力0.02MPa，溫度104℃。為了回收閃蒸汽，在除氧器的汽空間上新增加1條閃蒸汽輸入管和1條排空管，閃蒸汽經過過濾器K6和止回閥K5后由新增蒸汽輸入管直接進入除氧器的除氧頭，加熱進入除氧器的軟化水并起到保溫保壓作用，電動閥K2改為常閉式。當凝結水量減少時，閃蒸汽量也減少并造成閃蒸汽壓力降低，除氧器壓力隨之下降，設置在除氧器汽空間上的蒸汽壓力傳感器將信號傳遞給新鮮蒸汽管路上的電動閥K2，K2逐漸開啟向除氧器補充新鮮蒸汽；當除氧器壓力恢復到0.02MPa時，電動閥K2關閉，新鮮蒸汽停止補汽，由閃蒸汽維持除氧器正常工況；當閃蒸汽充足而除氧器處于低負荷運行時，除氧器壓力隨之升高；當壓力達到0.03MPa時，新增排空管上的常閉式電動閥K4逐漸開啟排除多余閃蒸汽。除氧器回收閃蒸汽示意圖見圖3。

圖3 除氧器回收閃蒸汽示意圖

(3)凝結水利用

閃蒸罐內分離出來的凝結水，通過水-水換熱器，將軟化水加熱至50～60℃，然后輸入到除氧器脫氣塔頂部的起膜室，有利于軟化水在脫氣塔內迅速被加熱脫氧，保障除氧器運行穩定。

二、結果與討論

1.冷凝水回收情況

冷凝水通過冷凝水回收機械泵回收及輸送，所需動力源為壓縮空氣，壓力0.5MPa，耗氣量極少，運行穩定。冷凝水的背壓(閃蒸罐內壓力)為0.03～0.08MPa，不會給烘絲機等用汽設備的運行及冷凝水的輸送造成影響。

2.除氧器運行情況

車間生產時，2臺20t/h大氣式熱力除氧器負荷在55%～70%之間波動。閃蒸汽和凝結水的熱量可滿足除氧器50%負荷的運行。在除氧器負荷超過50%時，閃蒸汽加熱量不足，需要鍋爐新鮮蒸汽補充加熱除氧。從除氧器取出水樣，用測氧儀測量水中溶解氧量，其含量在0.015～0.020mg/L范圍內，達到了GBl576—2008《工業鍋爐水質》 標準。

根據水和蒸汽的熱力性質圖表(表

1)所示，軟化水加熱前進水溫度按20℃計算，減壓后的新鮮蒸汽按壓力0.6MPa的飽和蒸汽計算，改造前采用新鮮蒸汽加熱2臺滿負荷運行的除氧器需要蒸汽5.2t/h。據此推算，回收的冷凝水量熱量相當于2.6t/h的新鮮蒸汽熱量。

表1 水和水蒸氣焓值表

3.節能效益

此次改造是將冷凝水的熱量通過回收系統的閃蒸罐和換熱器回收，用于熱力除氧器，實現熱能的回收利用。采用這項技術改造，除氧器可節約鍋爐新鮮蒸汽2.6t/h，蒸汽價格按照300元/t，車間1年300個生產日、每個生產日生產2個班14h計算，每年可節約資金327.6萬元。同時還產生很大的社會效益。

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[4]嚴家騄，余曉福.水和水蒸氣熱力性質圖表[M].北京.高等教育出版社，1995.