精益求精 更上层楼──高耗能企业蒸汽系统升级改造实例

贵州前进橡胶有限公司 吴晓秋

精益求精 更上层楼──高耗能企业蒸汽系统升级改造实例

贵州前进橡胶有限公司 吴晓秋

贵州前进橡胶有限公司生产的工程车用实心胎，主要为国内的十大叉车厂配套使用，市场占有量约50%左右。同时，还为英国华兹（Watts）工业轮胎公司生产OEM轮胎并返销英国。2005年，我公司与斯派莎克工程（中国）有限公司（以下称“斯派莎克”）合作对硫化机疏水阀、硫化机外温控制系统的减压站进行了改造。改造后，实心胎的外温合格率从85%提高到了99.7%，斜交胎的外温合格率从98.27%提高到了99.96%，效果十分明显。

2012年，我公司再次与斯派莎克携手对全厂的蒸汽系统进行了进一步的完善和提高。主要目的是解决目前蒸汽系统存在的三大问题：第一，冷凝水回水总管存在背压，导致处于冷凝水回收管道远端的疏水阀排水不畅，冷凝水回收罐排空管有大量的闪蒸汽冒出，既浪费热能，又污染环境；第二，第四车间的蒸汽系统内含有过多的空气，导致疏水阀偶尔出现“空气气阻”的情况，使得硫化机的温度出现波动；第三，第五车间的蒸汽系统内含水量过多，使得有些硫化机的温度上不去，每次都需要开启旁通来帮助排水，但是这样却导致了蒸汽的泄漏。

消除冷凝水回水总管背压回收利用闪蒸汽

硫化机的冷凝水通过疏水阀排放出来到冷凝水回水总管后，由于压力降低，将会有闪蒸汽产生。而多个硫化机排出的冷凝水产生的闪蒸汽，聚集在回水总管和冷凝水回收系统内，将会产生一定的背压。当这个背压足够高时，对于硫化机疏水阀的排水，尤其是处于冷凝水回水总管远端的疏水阀排水起到很大的阻碍作用，导致疏水阀排水不畅，硫化机温度上不去或者是波动厉害。同时，在回水罐的排空管处，有大量的闪蒸汽冒出。

几个回水罐的冷凝水加起来大约200吨/天，以闪蒸率9%计算，闪蒸汽的量大约18吨/天左右。从集水罐排空管冒出的这些闪蒸汽，既污染了环境，又造成了热量损失，若不加以利用，颇为可惜。

斯派莎克的技术人员通过现场调研后，提出改造建议：将几个回水罐的排空管里的闪蒸汽，都通入斯派莎克的Vahterus汽-水换热器，用来加热职工的洗澡水和锅炉的补给水。此方案可谓一举三得，既可以将冷凝水回水总管和回水系统里面的闪蒸汽消耗干净，避免了因闪蒸汽的溢出而污染环境；又可以彻底消除冷凝水回水管道远端的疏水阀排水不畅的情况；还可以将回收的闪蒸汽热量用于加热职工的洗澡水和锅炉补给水。改造后节约的蒸汽热量每年约折合人民币100万元左右。

排除空气 提高换热效率确保疏水阀正常工作

我公司的160多台斜交胎硫化机在使用过程中，存在有些疏水阀不定时、不定点地出现不动作、不疏水的现象，需要操作工敲打疏水阀才能使它重新工作，操作工形象地把这种现象叫做“疏水阀打瞌睡”。

斯派莎克的技术人员指出，这是由于蒸汽系统里面含有过多的空气造成的，被称为“空气气阻”，不管选用什么类型的疏水阀总是会出现的。所以，疏水阀的基本功能除了及时排放冷凝水外，还要能够排出空气。

因此，对于热动力式疏水阀来说，当蒸汽系统里面的空气含量多时，我们需要在系统上面配置足够的蒸汽系统排空气阀，来消除空气对疏水阀工作的影响。

同时，由于空气的热阻相对于换热器来说很大，增加了额外的热阻，因而降低了换热效率。为了消除空气气阻，提高硫化机的换热效率，保证疏水阀的正常工作，需要排除蒸汽系统里的空气。经过和斯派莎克的技术人员讨论后拿出技改方案：车间的蒸汽总管上每隔6米左右即配置1套斯派莎克的AV13排空气阀。改造后，车间斜交胎硫化机疏水阀“打瞌睡”现象彻底根除。经过现场实地观察，从AV13里面排出来的空气是冷的，并没有白色的蒸汽排出。

排掉蒸汽输送系统中的冷凝水提高硫化机的换热效率

位于我公司三楼的第四车间位置较高，有大量的空气聚集。而生产实心胎的第五车间在一楼，位于最底层，蒸汽系统里面汇聚了大量的冷凝水，这些冷凝水随着蒸汽的输送进入硫化机，在换热表面形成了一层厚厚的水膜，阻碍了硫化机的加热进程，使得温度上不去，需要开旁通来辅助排水，由此导致了蒸汽的泄漏浪费。

斯派莎克的技术人员提出，首先要重新做好分汽缸底部的疏水。因为这些冷凝水的最大来源就是蒸汽从锅炉汽包出来时，携带出锅炉炉水，这些被携带出来的炉水量，以国内的锅炉炉况控制来说，一般在5%～15%。因此，在分汽缸底部，我们就需要配置排量足够大，排水足够迅速的疏水阀。由于原来分汽缸底部的疏水阀是国产的圆盘式疏水阀，显然没法满足要求，需要将原来选型错误的圆盘式疏水阀更换成排量更大的浮球式疏水阀，以便更好地排出蒸汽从锅炉中带出的炉水。

其次，排除蒸汽从锅炉中带出的炉水后，蒸汽在管道里面输送时由于散热的存在，也会产生冷凝水，这些冷凝水在进入硫化机之前，也必须排除掉。这时，一般是通过在管道上每隔一定的距离（50米）布置1套疏水阀组，或者是在进入设备前，配置汽水分离器。

在一楼的第五车间的蒸汽总管底部，分支管道的中部和尾部，大约相隔60米的距离，分别布置了5个汽水分离器，并且为每个汽水分离器配置了AV13排空气阀和疏水阀组，以保证彻底地排除掉蒸汽系统中的冷凝水和空气。

改造后的效果主要表现在：实心胎的外温合格率提高到99.89%；原来需要开旁通才能升温的疏水阀组现在不用开旁通了；蒸汽耗量从95吨/天降低到了85吨/天；每年仅此一项就可节约蒸汽60万元左右。

蒸汽系统节能改造效益分析

通过与斯派莎克的合作，公司蒸汽系统的热效率进一步完善、提高，取得了较好的经济效益和社会效益。同时，我们也通过橡胶等高能耗企业的蒸汽系统改造积累了一些经验，希望对其他企业能有所帮助。

首先，蒸汽和冷凝水的问题是一个“系统”的问题，遇到问题时不能片面地处理，而是需要从“系统”的角度来考虑。比如说因为冷凝水回收系统的背压而导致疏水阀排水不畅，就不能仅仅从疏水阀本身来考虑，而是要从如何消除背压来解决问题。头痛医头、脚痛医脚的做法，只会事倍功半。

其次，斯派莎克的专业技术人员一直都在强调蒸汽的“品质”，即：不含水、不含空气及其它不凝性气体、不带垃圾污垢的干燥/干净的饱和蒸汽对于换热设备的重要性。这次通过加装排空气阀、汽水分离器、疏水阀组，我们对此有了深刻的理解，并体会到了完善“蒸汽品质”的好处，小改造解决了大问题。

第三，对蒸汽系统做进一步的完善和提高，不仅能实现节能减排，且经济效益显著。如我们消除了冷凝水回收系统的背压、回收了闪蒸汽，每年可以节约费用100万元左右；做好蒸汽输送系统的排水、排空气，每年可以节约费用60万元左右。算下来，不到两年的时间，就可以收回改造的全部投资，具有非常好的投资收益比。

第四，完善的“蒸汽品质”对设备工况的稳定和工艺指标的提高起到了更好的作用，对于重要的工艺指标，比如说实心胎外温温度合格率从99.7%提高到了99.89%，做到了百尺竿头，更进一步。

最后，选择优秀的合作伙伴，将在各方面都产生良好的效果。斯派莎克作为一家国际知名的节能企业，从理论上、技术上、服务上、产品上，都给予了我们极大的支持和协助，帮助我们实现节能降耗的目标。