精益求精 更上層樓──高耗能企業蒸汽系統升級改造實例

貴州前進橡膠有限公司 吳曉秋

精益求精 更上層樓──高耗能企業蒸汽系統升級改造實例

貴州前進橡膠有限公司 吳曉秋

貴州前進橡膠有限公司生產的工程車用實心胎，主要為國內的十大叉車廠配套使用，市場占有量約50%左右。同時，還為英國華茲（Watts）工業輪胎公司生產OEM輪胎并返銷英國。2005年，我公司與斯派莎克工程（中國）有限公司（以下稱“斯派莎克”）合作對硫化機疏水閥、硫化機外溫控制系統的減壓站進行了改造。改造后，實心胎的外溫合格率從85%提高到了99.7%，斜交胎的外溫合格率從98.27%提高到了99.96%，效果十分明顯。

2012年，我公司再次與斯派莎克攜手對全廠的蒸汽系統進行了進一步的完善和提高。主要目的是解決目前蒸汽系統存在的三大問題：第一，冷凝水回水總管存在背壓，導致處于冷凝水回收管道遠端的疏水閥排水不暢，冷凝水回收罐排空管有大量的閃蒸汽冒出，既浪費熱能，又污染環境；第二，第四車間的蒸汽系統內含有過多的空氣，導致疏水閥偶爾出現“空氣氣阻”的情況，使得硫化機的溫度出現波動；第三，第五車間的蒸汽系統內含水量過多，使得有些硫化機的溫度上不去，每次都需要開啟旁通來幫助排水，但是這樣卻導致了蒸汽的泄漏。

消除冷凝水回水總管背壓回收利用閃蒸汽

硫化機的冷凝水通過疏水閥排放出來到冷凝水回水總管后，由于壓力降低，將會有閃蒸汽產生。而多個硫化機排出的冷凝水產生的閃蒸汽，聚集在回水總管和冷凝水回收系統內，將會產生一定的背壓。當這個背壓足夠高時，對于硫化機疏水閥的排水，尤其是處于冷凝水回水總管遠端的疏水閥排水起到很大的阻礙作用，導致疏水閥排水不暢，硫化機溫度上不去或者是波動厲害。同時，在回水罐的排空管處，有大量的閃蒸汽冒出。

幾個回水罐的冷凝水加起來大約200噸/天，以閃蒸率9%計算，閃蒸汽的量大約18噸/天左右。從集水罐排空管冒出的這些閃蒸汽，既污染了環境，又造成了熱量損失，若不加以利用，頗為可惜。

斯派莎克的技術人員通過現場調研后，提出改造建議：將幾個回水罐的排空管里的閃蒸汽，都通入斯派莎克的Vahterus汽-水換熱器，用來加熱職工的洗澡水和鍋爐的補給水。此方案可謂一舉三得，既可以將冷凝水回水總管和回水系統里面的閃蒸汽消耗干凈，避免了因閃蒸汽的溢出而污染環境；又可以徹底消除冷凝水回水管道遠端的疏水閥排水不暢的情況；還可以將回收的閃蒸汽熱量用于加熱職工的洗澡水和鍋爐補給水。改造后節約的蒸汽熱量每年約折合人民幣100萬元左右。

排除空氣 提高換熱效率確保疏水閥正常工作

我公司的160多臺斜交胎硫化機在使用過程中，存在有些疏水閥不定時、不定點地出現不動作、不疏水的現象，需要操作工敲打疏水閥才能使它重新工作，操作工形象地把這種現象叫做“疏水閥打瞌睡”。

斯派莎克的技術人員指出，這是由于蒸汽系統里面含有過多的空氣造成的，被稱為“空氣氣阻”，不管選用什么類型的疏水閥總是會出現的。所以，疏水閥的基本功能除了及時排放冷凝水外，還要能夠排出空氣。

因此，對于熱動力式疏水閥來說，當蒸汽系統里面的空氣含量多時，我們需要在系統上面配置足夠的蒸汽系統排空氣閥，來消除空氣對疏水閥工作的影響。

同時，由于空氣的熱阻相對于換熱器來說很大，增加了額外的熱阻，因而降低了換熱效率。為了消除空氣氣阻，提高硫化機的換熱效率，保證疏水閥的正常工作，需要排除蒸汽系統里的空氣。經過和斯派莎克的技術人員討論后拿出技改方案：車間的蒸汽總管上每隔6米左右即配置1套斯派莎克的AV13排空氣閥。改造后，車間斜交胎硫化機疏水閥“打瞌睡”現象徹底根除。經過現場實地觀察，從AV13里面排出來的空氣是冷的，并沒有白色的蒸汽排出。

排掉蒸汽輸送系統中的冷凝水提高硫化機的換熱效率

位于我公司三樓的第四車間位置較高，有大量的空氣聚集。而生產實心胎的第五車間在一樓，位于最底層，蒸汽系統里面匯聚了大量的冷凝水，這些冷凝水隨著蒸汽的輸送進入硫化機，在換熱表面形成了一層厚厚的水膜，阻礙了硫化機的加熱進程，使得溫度上不去，需要開旁通來輔助排水，由此導致了蒸汽的泄漏浪費。

斯派莎克的技術人員提出，首先要重新做好分汽缸底部的疏水。因為這些冷凝水的最大來源就是蒸汽從鍋爐汽包出來時，攜帶出鍋爐爐水，這些被攜帶出來的爐水量，以國內的鍋爐爐況控制來說，一般在5%～15%。因此，在分汽缸底部，我們就需要配置排量足夠大，排水足夠迅速的疏水閥。由于原來分汽缸底部的疏水閥是國產的圓盤式疏水閥，顯然沒法滿足要求，需要將原來選型錯誤的圓盤式疏水閥更換成排量更大的浮球式疏水閥，以便更好地排出蒸汽從鍋爐中帶出的爐水。

其次，排除蒸汽從鍋爐中帶出的爐水后，蒸汽在管道里面輸送時由于散熱的存在，也會產生冷凝水，這些冷凝水在進入硫化機之前，也必須排除掉。這時，一般是通過在管道上每隔一定的距離（50米）布置1套疏水閥組，或者是在進入設備前，配置汽水分離器。

在一樓的第五車間的蒸汽總管底部，分支管道的中部和尾部，大約相隔60米的距離，分別布置了5個汽水分離器，并且為每個汽水分離器配置了AV13排空氣閥和疏水閥組，以保證徹底地排除掉蒸汽系統中的冷凝水和空氣。

改造后的效果主要表現在：實心胎的外溫合格率提高到99.89%；原來需要開旁通才能升溫的疏水閥組現在不用開旁通了；蒸汽耗量從95噸/天降低到了85噸/天；每年僅此一項就可節約蒸汽60萬元左右。

蒸汽系統節能改造效益分析

通過與斯派莎克的合作，公司蒸汽系統的熱效率進一步完善、提高，取得了較好的經濟效益和社會效益。同時，我們也通過橡膠等高能耗企業的蒸汽系統改造積累了一些經驗，希望對其他企業能有所幫助。

首先，蒸汽和冷凝水的問題是一個“系統”的問題，遇到問題時不能片面地處理，而是需要從“系統”的角度來考慮。比如說因為冷凝水回收系統的背壓而導致疏水閥排水不暢，就不能僅僅從疏水閥本身來考慮，而是要從如何消除背壓來解決問題。頭痛醫頭、腳痛醫腳的做法，只會事倍功半。

其次，斯派莎克的專業技術人員一直都在強調蒸汽的“品質”，即：不含水、不含空氣及其它不凝性氣體、不帶垃圾污垢的干燥/干凈的飽和蒸汽對于換熱設備的重要性。這次通過加裝排空氣閥、汽水分離器、疏水閥組，我們對此有了深刻的理解，并體會到了完善“蒸汽品質”的好處，小改造解決了大問題。

第三，對蒸汽系統做進一步的完善和提高，不僅能實現節能減排，且經濟效益顯著。如我們消除了冷凝水回收系統的背壓、回收了閃蒸汽，每年可以節約費用100萬元左右；做好蒸汽輸送系統的排水、排空氣，每年可以節約費用60萬元左右。算下來，不到兩年的時間，就可以收回改造的全部投資，具有非常好的投資收益比。

第四，完善的“蒸汽品質”對設備工況的穩定和工藝指標的提高起到了更好的作用，對于重要的工藝指標，比如說實心胎外溫溫度合格率從99.7%提高到了99.89%，做到了百尺竿頭，更進一步。

最后，選擇優秀的合作伙伴，將在各方面都產生良好的效果。斯派莎克作為一家國際知名的節能企業，從理論上、技術上、服務上、產品上，都給予了我們極大的支持和協助，幫助我們實現節能降耗的目標。