在瓦楞纸板的生产过程中,离不开对原纸及纸板的加热、烘干。通常纸板生产工厂采用的是成本相对低廉的水作为热量的传输介质。即锅炉把常温的水加热到高温高压下使其常温的水转换成过饱和蒸汽,然后通过管路将其源源不断的把热量输送到预热器,热板等用热设备上。过饱和蒸汽从锅炉到达用热设备后温度逐渐下降,部分的蒸汽放出大量热能后凝结成水,通过蒸汽疏水阀将蒸汽和凝结水分离开来。
蒸汽疏水阀
蒸汽疏水阀的工作原理都是利用高度、温度、流速的差异,通过各种机构来实现蒸汽疏水阀的启闭,达到阻汽排水的目的。它主要有三个节能作用:
■迅速排出蒸汽使用设备内产生的凝结水,使蒸汽使用设备的加热效率保持在最佳状态,使设备内的凝结水不形成滞留,最大限度地确保设备内的蒸汽空间,这样可经常保持最高的加热效率。一旦蒸汽疏水阀不能充分的发挥作用,由于凝结水的滞留,不仅蒸汽使用设备的性能受到很大的影响,有时甚至使生产设备完全陷于瘫痪;
■迅速排出开始启动时设备内的空气和低温凝结水,从而缩短预热运转时间。开始通汽时,蒸汽输送管路和蒸汽使用设备内部都充满了空气,如不将它们排除,就无法送入蒸汽。此外,在蒸汽输送管路和蒸汽使用设备升温达到蒸汽温度的过程中,所产生的初期低温凝结水也要迅速排出,使设备在短时间内实现正常运转,这是提高生产效率的重要条件,选用了恰当的蒸汽疏水阀,既可自动排出初期空气和初期低温凝结水,又可节省人力;
■降低蒸汽疏水阀自身的蒸汽消耗量。所谓蒸汽疏水阀自身的蒸汽消耗量,一般是指蒸汽泄漏而言,是蒸汽疏水阀动作需要的蒸汽量和散热损失量之和。
因此合理的选用蒸汽疏水阀是蒸汽系统节能的一项重要措施,但是蒸汽疏水阀的以上作用和使用效果是在理想的状态下产生的,在实际运行中有许多因素会影响蒸汽疏水阀的工作效果,而且由于“水”-“汽”的可转换性,当气压下降时高温的水又转换成了蒸汽,高温的水经过蒸汽疏水阀汇集到集水器后,实际上还是高温高压的液汽混合物,据实际测算离开设备的蒸汽冷凝水仍含有蒸汽热量25%左右,凝结水含有热量,没有杂质,仍可作锅炉给水(锅炉给水每提高7℃可节约1%燃料),所以在整个蒸汽系统中对二次闪蒸蒸汽回收和利用才是重中之重。
冷凝水回收系统概况
通常,纸箱企业的蒸汽回收及集水方式有以下三种:
全开放式(见图1)
以上全开放式系统主要常见于老式生产线上,由于冷凝水全部排出,这种形式也最为浪费水及能源。
半开放式(见图2)
该半开放式冷凝水回收系统比较开放式系统能回收一部分热水资源,但回收水温一般在70℃以下,大部分闪蒸蒸汽在进入脱氧槽后以蒸汽形态迅速蒸发和排放出热量,回收效率不高。
全封闭自吸式回收系统(见图3)
该全封闭式冷凝水回收系统采用特殊装置,回收水温一般在160℃以上的软化水直接加压输入锅炉,由于系统全封闭,无蒸汽泄露,整个系统组成一个从供流到回水的密闭循环系统,回收效率大大提高,可节约燃料、水、水处理费和电能。
比较以上三种形式的回收系统可以看出,全封闭式冷凝水回收系统主要有以下优点:
■该系统通过闭式的罐体内的热量自吸回收,特制的高温高压水泵与用热设备、锅炉形成一个完全密闭的循环回路,整个环路由于没有泄露点,锅炉基本不用补充低温除氧水;
■采用特殊的装置将生产线排出的液态高温冷凝水和二次闪蒸蒸汽进行高效吸收,并通过多级高压泵直接将高温、高压的液态水补充进入锅炉。由于提高了锅炉的补给水的温度,从而节约了燃料费用,同时也减少了水的消耗量;
■使用本系统后,整个系统全密闭运行,防止了氧气渗入系统,也就减少了氧对金属物的腐蚀,延长了锅炉、用热设备和管路的使用寿命。
冷凝水回收系统原理
在近几年兴起的蒸汽节能系统改造中,采用最多的是这种全封闭回收方式的系统,该全封闭系统的核心部件是将收集起来水汽混合物进行分离的喷射装置,原理见图4。
引射部件基本原理:通过水泵自动调节控制的高压液态水高速流入喷头体1内,由喷头5高速喷出,由于主水道中的液流引射作用,在吸气室3中相对于之前的平衡状态产生一个负压,从而水气混合物被动从回收水储罐吸入到吸气室3,在高速水流的带动下进入引流管6,从而进入回收罐中。装置外观如图5。
改造实例
成都创新瓦楞纸品技术有限公司在冷凝水回收系统改造上已有多年经验,曾经采用自行研制生产的ZS-1冷凝水回收系统对四川某工厂四吨锅炉进行节能改造,并且通过采集改造前后一个月的数据进行对比,节能效果十分的明显。
■系统改造前冷凝水未完全回收,则进锅炉的水温仅为25℃,饱和水在25℃时的热值为:104.8KJ/kg。经过自吸式冷凝水回收系统后,进锅炉水温为160℃,饱和水在160℃时的热值为:675.4KJ/kg;
■改造后锅炉基本不用再另外补给软化水,根据测算管道水损耗约为1%,即月节约软水量约为:3960KJ/h×12h×25天=1188000KG=1188T水及水处理软化费用;
■燃料采用的是煤,锅炉热效率约为80%,则其发热量为:4000C/kg=4000× 4.18×80%KJ/kg=13376KJ/kg;
■燃煤月节约计算量Wf= (675.4-104.8)×1188000/13376 =50678kg,实际测量节约量为42T(实际生产时间有所不同);
■对比改造前后节能约为23%。
改造经验
根据我们几年来的改造和使用该系统的经验,特别提出以下需要注意的问题:
了解冷凝水回收设备性能
对冷凝水回收设备由于长时间处于高温高压的严峻作业条件下,对于设备及配件的质量要求较高。此外,对于冷凝水回收系统中极容易发生的水泵汽蚀、管道积水、回收困难等诸多难题,如果处理不慎,将导致整个回收系统的失败。所以,必须对所选购设备的性能与质量情况,谨慎的进行深入的了解,才能够确保设备达到物尽其用的目的。
了解冷凝水回收系统运作情况
蒸汽冷凝水回收系统是指:将使用过的蒸汽所排放出的高温冷凝水经由特定的方式予以回收再利用的一套系统。其方式与功能可以分为:开放式回收、半开放式回收、全密闭式回收等三大类,其中以全密闭式回收所能够产生的效益最大。以瓦楞纸板生产流水线为例,能够予以回收再补进锅炉循环使用的冷凝水,温度可达到150℃~180℃之间,回收的效益值可达到8%~40%以上。
了解供货商技术能力与经营情况
有许多纸箱企业在采购设备时,往往先考虑价格。于是,低价策略便成为许多供货商的最大优势。为了一时的便宜反而花上二次改造甚至是三次改造的花费,这样的案例比比皆是,企业也为此付出了沉重的代价。然而,在近年来,不管在那个行业,采购进口高端设备的厂家比例还是有明显大幅度的增加,这除了表示市场竞争的日益激烈之外,也表示着有许多的厂家已经认识到高品质、高效率与企业竞争力、获利率的密切关系,并且愿意相信最好的设备,往往才是最便宜的。
此外,一个值得信赖的产品提供商,可以确保设备长期使用的情况下,提供完备的售后服务工作。反之,对于现今有许多因为市场前景而有如雨后春笋般相继成立的生产企业,基于市场竞争优胜劣汰的自然法则,对此情况应该引起大家的关注。因为如果选择了一个朝不保夕的供货商,那么势必将严重的影响其设备的使用年限。如果1~2年以后,当初提供设备的企业已经歇业,一旦失去了继续对设备进行保养、维修服务的依靠,便无法确保设备的长期正常使用。
总之,通过对该设备多年的使用,全封闭自吸式冷凝水回收系统的适用面广,改造节能的效果十分明显,该系统的形式现在已基本形成一种比较成熟通用技术。但是,由于节约能源工作涉及面广,而工厂设备能耗情况又各有不同,因此选择其中较适合本身工厂的项目来进行改造,会比较实际可行;另外,加强操作管理和设备维护也可以达到节约能源的目的。
转载自:全球瓦楞工业