重灰冷凝水閃發器出口管線安裝加壓泵

李敬輝

（南化集團連云港堿廠，江蘇 連云港 222042）

連云港堿廠建廠生產規模為年產60萬t純堿，其中輕質純堿20萬t，重質純堿40萬t。2008年經過擴產，目前具有年產120萬t純堿生產規模，其中輕質純堿40萬t，重質純堿80萬t。擴產后重灰產生的冷凝水量增加一倍，冷凝水通過重灰閃發器自身壓力送到鍋爐回水管網已不能滿足生產需要，造成重灰閃發器液位偏高，使冷凝水不能有效閃發，閃發器出汽帶液嚴重，在閃發器出口到低壓汽管線之間存在水阻現象，管道里存在大量冷凝水。通過在重灰冷凝水閃發器出水管線增加加壓泵，提高冷凝水的輸送速度，使之得到有效回收利用。

1 重質純堿生產工藝過程簡介

輕質純堿在轉鼓式水合機內與水混合，在一定溫度下生產一水堿結晶，由水合機制得的一水堿在重灰爐內加熱制成重質純堿。加熱蒸汽（一部分來自低壓蒸汽管網，一部分來自輕灰閃發的輕灰二次汽）從煅燒爐旋轉接頭中心套筒進入汽室和加熱管，換熱后冷凝水從旋轉接頭處套管間排出，經貯水槽匯同輕灰閃發器來的冷凝水進入重灰閃發器，閃發后的蒸汽進低壓管網，冷凝水去鍋爐回水管網。

2 冷凝水閃發器出水管線安裝加壓泵

因存在重灰閃發器液位偏高，造成冷凝水不能有效閃發，閃發器出汽帶液嚴重，部分冷凝水隨閃發蒸汽進入了低壓蒸汽管網，冷凝水在低壓蒸汽系統中的存在，一方面容易造成水擊，給安全生產造成嚴重危害，縮短蒸汽管線使用周期；另一方面，冷凝水進入換熱設備，不僅影響換熱效率，造成能源浪費而且加劇換熱設備的腐蝕，減少使用壽命。2007年7月經過選型在重灰閃發器出水總管線上加裝冷凝水加壓泵。加壓泵性能參數：

改造使用后，冷凝水輸送量由21m3／h增加到43m3／h，但閃發器液位還是居高不下，冷凝水量與理論產生量相差較大，說明冷凝水還沒有有效閃發，閃發器出汽仍部分帶液。

3 理論上產生冷凝水量計算

3.1 生產重灰產生冷凝水量

1）根據物料、熱平衡計算，推出生產每噸重灰，需蒸汽量494.72kg／t。

2）出重灰爐蒸汽冷凝水量計算

由飽和水蒸汽表知：P＝1.3MPa時，熱水焓為458.4kJ／kg，P＝0.3MPa時，熱水焓為317.6kJ／kg，蒸汽焓為2 636.9kJ／kg。

因閃發出水蒸汽為G1，冷凝水為G2，則：

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，每噸重灰可回收0.3MPa的蒸汽30.03 kg／t，回收水量為464.69kg／t。

3.2 生產輕灰產生冷凝水量

1）根據物料、熱平衡計算，推出生產每噸輕灰，需蒸汽量1 393.3kg／t。

2）出輕灰爐蒸汽冷凝水回收熱量計算

由飽和水蒸汽表知：P＝2.94MPa時，熱水焓為558.52kJ／kg，蒸汽焓為2 785kJ／kg；P＝0.3 MPa時，熱水焓為317.6kJ／kg，蒸汽焓為2 636.9 kJ／kg。

因閃發出水蒸汽為G3，冷凝水為G4則：

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，每噸輕灰可回收0.3MPa的蒸汽144.73 kg／t，回收水量為1 248.57kg／t。

3.3 冷凝水回收量

從以上計算結果可知，生產每噸重灰，需蒸汽量494.72kg／t，回收水量為464.69kg／t。生產每噸輕灰，需蒸汽量1 393.3kg／t，回收水量為1 248.57 kg／t。重質純堿生產能力按50t／h，則回收水量為23t／h；輕質純堿生產能力按100t／h，則回收水量為125t／h，重灰閃發器共回收水量為23＋125＝148t／h。

4 冷凝水加壓泵改型

根據理論上回收冷凝水量148t／h，為徹底解決冷凝水輸送量缺陷，參考兄弟單位使用冷凝水加壓泵的經驗，2014年5月又對冷凝水加壓泵進行改型。改型后的加壓泵性能參數：

改型后，冷凝水輸送量增加到136t／h，閃發器液位由95%降到72%，閃發器負荷明顯減小，冷凝水輸送率由29.1%上升到91.9%，得到大幅度提升，改型后使用效果較顯著。

5 重灰冷凝水閃發器出口管線擴徑

為使重灰閃發器冷凝水通過冷凝水加壓泵最大限度輸送冷凝水量，經過重新設計技術改造，2015年8月份利用停產大修機會，對重灰冷凝水閃發器出口管線進行擴徑，出口管線由原來DN150擴大到DN250；同時將冷凝水加壓泵進口管線由原來DN200擴大到DN300，技改后，冷凝水輸送量增加到146t／h，閃發器液位由72%降到60%，閃發器負荷又大幅度減小，冷凝水輸送率由91.9%上升到98.6%，得到大幅度提升。技改后使用效果較好，徹底解決重灰閃發器液位偏高，使冷凝水得到有效閃發。

6 防止加壓泵汽蝕措施

為防止冷凝水加壓泵產生汽蝕，采取在加壓泵進出口管線增加儀表自調節循環管線，操作時將重灰閃發器液位設定在30%～50%之間，若閃發器液位低于設定值時，冷凝水將保證重灰閃發器液位進行自身循環，確保冷凝水加壓泵不發生汽蝕現象。

7 回收效益

1）加壓泵投用后，冷凝水回收率超過98.6%，減少了重灰閃發器汽液夾帶損失和進低壓蒸汽管網，每小時增加工藝回水輸送量123t，冷凝水價格（含熱值成本）6元／t，每小時增效738元，每月節約143℃的凝結水約8.86萬t，節約凝結水的月效益約53萬元。

2）因生產每噸重灰可回收0.3MPa的蒸汽30.03kg／t，生產每噸輕灰可回收0.3MPa的蒸汽144.73kg／t。重質純堿生產能力按50t／h，輕質純堿生產能力按100t／h，則共回收0.3MPa的蒸汽近似為15t／h。0.3MPa的蒸汽以35元／t，年產生價值420萬元／年。

8 結 論

加壓泵投用后，冷凝水回收率超過98.6%，有效回收利用了0.3MPa的低壓蒸汽，節能效果顯著。減少了重灰閃發器汽液夾帶損失和冷凝水進低壓蒸汽管網，降低了生產成本，具有較好的經濟利益和社會效益。

［1］ 陳學勤.氨堿法純堿工藝［M］.沈陽：遼寧科學技術出版社，1989

［2］ 中國純堿工業協會.純堿工學［M］.北京：化學工業出版社，1990

［3］ 姜家國.年產30萬t重質純堿工程優化及設備選擇計算［J］.大化科技，1996（1）