簡談DDS 置換蒸煮系統安裝施工特點

■逯素平 ■廣西壯族自治區冶金建設公司，廣西 柳州 545002

1 低能耗間歇蒸煮技術的發展

傳統間歇蒸煮具有生產靈活、機械可靠性較好和投資較低等優點;而連續蒸煮具有能耗低、紙漿質量較穩定和污染負荷較輕等優點，特別是深度脫木素理論的提出使得連續蒸煮技術更臻完善。間歇蒸煮為了自身的生存與發展，國際上進行了不少研究和改進。1981 年原Beloit公司開始研發快速置換加熱系統用于間歇蒸煮的技術，即RDH 快速置換加熱間歇蒸煮技術，最初是以節約能耗為目標進行研究的。這項技術很好地利用原有間歇蒸煮設備，其原理就是采用熱置換的方法，實現冷噴放和熱量回收，既提高了紙漿的強度，又降低了能量消耗。

DDS 置換蒸煮系統是在原BeloitRDH 蒸煮系統的基礎上，CPL 公司研發的一種新的制漿技術。DDS 秉承了RDH 的優點，并改進了RDH 工藝的幾個技術問題。世界上第一套DDS 置換蒸煮系統，已于2004 年4 月在廣東鼎豐紙業試車成功，珠璣紙業DDS 置換蒸煮系統是全球第八套投入使用的系統。

2 DDS 置換蒸煮系統工藝特點

常規蒸煮與DDS 工藝流程的比較常規蒸煮法工藝過程和DDS 置換蒸煮系統工藝過程的比較如圖1。

圖1 常規蒸煮與DDS 蒸煮工藝比較

常規間歇蒸煮工藝最突出的問題是，蒸煮完成后漿料是帶壓噴放，噴放過程閃蒸大量二次蒸汽，對環境空氣造成較大污染;同時，這些二次蒸汽需要用大量的清水來進行噴淋冷卻，從而產生的污熱水又加大了廢水排放負荷;漿料釋放過程的熱量沒能得到有效的回收利用，每噸絕干漿約耗2 噸蒸汽。

DDS 置換蒸煮系統的工藝流程包括液浸裝料、初級蒸煮、中級蒸煮、升溫/保溫、置換回收、噴放等工藝步驟。

(1)裝料:把木片、冷黑液和部分冷白液裝入蒸煮鍋內，裝料時間控制在35min 以內。

(2)初級蒸煮:從溫黑液槽和冷白液槽泵送溫黑液和部分冷白液從鍋底進入，把裝料過程中加入的冷液置換出來，初級蒸煮時間控制在30min 以內。

(3)中級蒸煮:蒸煮鍋被熱黑液和熱白液充裝，從鍋底泵送進入，把初級蒸煮操作中加進的溫黑液置換出來，中級蒸煮時間控制在25min以內。

(4)最后蒸煮:與傳統的間歇蒸煮一樣，在升溫期間，如果需要就可利用蒸汽加熱蒸煮鍋到蒸煮溫度，最后蒸煮時間控制在60min 以內。

(5)回收:蒸煮終止后，用泵將洗漿的濾液從鍋底部送入，置換出鍋內的熱黑液，直到蒸煮鍋低于常壓的閃蒸溫度，被置換的熱黑液根據溫度不同分別貯存在槽區，并在下一個蒸煮操作中回用。

(6)放鍋蒸煮鍋內被冷卻低于常壓的閃蒸溫度時，漿料可以用泵抽出到噴放鍋。過程控制采用模糊邏輯等先進控制技術順利把漿抽出來，且保證不出現堵塞。一個完整的DDS 蒸煮周期，從開始裝料到放完鍋，可依產量和卡伯值要求控制為180～220min，真正實現了快速置換蒸煮;整個周期就在保溫過程耗費蒸汽并幾乎無浪費的全部用到了脫木素當中，實現真正降低能耗，實際生產中能達到每噸絕干漿耗0.85噸蒸汽，這是DDS 法的最大優點。

3 DDS 置換蒸煮系統施工技術特點

(1)系統管系較復雜，施工難度大、技術要求高，系統壓力試驗、系統吹掃及泵的單體試機難度大。珠璣紙業DDS 置換蒸煮系統工藝設計有如下幾個特點:

①該DDS 系統設壓力槽罐9 個，常壓槽罐6 個，泵19 臺，各類閥門及儀表等近600 套。由于場地有限，15 個槽罐布置很緊湊，管線設計比較密集，循環管路多，走向復雜，這些都增加了管道施工的難度同時也增大了系統壓力試驗、系統吹掃及泵的單體試機難度。

②白液系統、溫熱黑液系統蒸煮置換介質堿度大、腐蝕性大，且系統由于其生產工藝快噴放快回收的需要，使用工況下周期性的波動、沖刷、振動都很強，因而溫熱黑夜系統使用材質全部為304L 不銹鋼材料，熱白液部分更是使用316L 不銹鋼，在整個DDS 系統中不銹鋼的使用比例大于35%，不銹鋼管材占全部管材70%以上。

③整個系統屬于特種設備——壓力容器和壓力管道。整個系統近3000 個對接焊縫需進行焊縫無損抽檢，給焊縫施工質量提出了很高的要求。為解決工藝復雜的難題，項目部首先組織項目部全體管理人員集中學習造紙紙漿原理及工藝，摸透DDS 的改進原理及工藝原理;再在熟知原理基礎上梳理復雜的工藝流程，按實際功能劃分為多個小系統;然后在針對不同小系統及各相關小系統之間的關系理順各小系統管路的施工技術特點和難點，排出合理的施工先后順序，對該順序編制交底方案，交底到班組，從根本上確保每條管路的有序施工。

(2)系統自動化程度高，電氣儀表施工管理要求高。據統計，在珠璣紙業DDS 系統設計中，氣動調節閥共63 個、氣動開關閥58 個、電磁流量器36 個、孔板及渦流流量計11 個、壓力變送器71 個、熱電偶67個、19 臺泵、4 臺攪拌裝置、2 臺風機，但按生產規劃，該系統投產后只需每班3 人值班。可想而知，要在180～220min 時間內，完成液浸裝料、初級蒸煮、中級蒸煮、置換回收、噴放等復雜的生產工序、上百個閥門的開關，沒有高程度的自動控制系統是不可能完成的。在設計中，以上各設備都受控于該系統的DCS，相對通常施工的熱電站DCS 系統，該系統更為復雜，施工及調試難度更大。

面對以上幾個難題，我項目部做法是:首先是落實工藝安裝過程電儀設備的成品防護工作，主要做法有:施工前各氣動閥全部做到吹掃干凈、全部球面抹黃油，安裝過程中先焊好法蘭再安裝就位，DN500 鍋蓋閥等昂貴閥門最后安裝;調試工作過程做到管路徹底沖洗干凈后才進行單體閥門調試;裝好的閥門電控部位全部用厚塑料薄膜包好，裸露球面全部做到用軟硬防護用具同時到位統一包好，各流量計安裝好后做好搭接地線防護，焊機做到地線和把線同步到點到位，確保電磁流量計、熱電偶等不會意外導電燒壞。其次就是復雜的系統只有高水平的人才能操作好，項目在電儀施工特別是試機階段，特別從公司總部調配2 個電儀技術專家指導配合試機工作、依靠他們的經驗和現場電儀施工人員一道確保試機過程安全順利進行。

(3)工藝的設計欠成熟，施工過程變更多。DDS 蒸煮系統相對于傳統常規間歇蒸煮系統需要配備一個強大且穩定的槽區和先進的控制技術，從布局上就要改變很多;但該系統還沒有普及大眾化，很多設計院的設計經驗不足。珠璣紙業DDS 系統由中國輕工業武漢設計工程有限責任公司負責設計，各系統設計普遍缺圖、圖中各系統間沖突大，突出的表現就是到處撞管，即便項目部對各管系施工有詳細的布置和規劃還避免不了施工過程中普遍的返工現象。到施工高峰期和后期，我項目部基本上拋開設計院的設計藍圖改成直接依據CPL 公司流程圖和施工經驗施工，現項目試投產后，竣工圖是設計院依據我們現場安裝實際情況來重新出圖。

在冷白液輸送泵的試運行過程中，就碰到噪聲和振動過大的問題。按設計，冷白液輸送泵進口接管，泵進口Φ159 管由于生產工藝需要，需優先抽取槽罐中心的白液，特裝90°彎頭作為入口，在施工中，我方根據經驗還在泵入口管最高點處裝一DN15 排氣閥，但實際運行過程中泵噪音和振動始終過大，經反復試驗分析應該泵位過低造成排氣不暢，最后被迫把整條入口管降到最低方解決問題。這只是由于設計不合理而變更的一實例。

針對該難題，每個工程項目或多或少都會碰到，施工單位最好的解決辦法我認為還是加強項目管理團隊自身組織策劃能力，同時盡量聘用技術實力較強、現場經驗較為豐富的施工隊組。

4 經驗總結

針對以上的分析，作者認為針對這種還在工藝創新階段的系統的施工，關鍵是要熟悉其工藝原理，只有掌握一定的工藝原理才能透徹的分析各系統的設計機理及相互關系，從而把復雜系統簡單化、常態化，把綜合性施工難度轉化為純粹技術難度;其次，緊抓組織策劃工作，把整個系統的施工一盤局抓，把各工作環節統一考慮，布置好各工作間的先后及輕重關系。落實好這兩步，再先進的工藝施工起來都將能做到游刃有余。