簡(jiǎn)談DDS 置換蒸煮系統(tǒng)安裝施工特點(diǎn)

■逯素平 ■廣西壯族自治區(qū)冶金建設(shè)公司，廣西 柳州 545002

1 低能耗間歇蒸煮技術(shù)的發(fā)展

傳統(tǒng)間歇蒸煮具有生產(chǎn)靈活、機(jī)械可靠性較好和投資較低等優(yōu)點(diǎn);而連續(xù)蒸煮具有能耗低、紙漿質(zhì)量較穩(wěn)定和污染負(fù)荷較輕等優(yōu)點(diǎn)，特別是深度脫木素理論的提出使得連續(xù)蒸煮技術(shù)更臻完善。間歇蒸煮為了自身的生存與發(fā)展，國(guó)際上進(jìn)行了不少研究和改進(jìn)。1981 年原Beloit公司開(kāi)始研發(fā)快速置換加熱系統(tǒng)用于間歇蒸煮的技術(shù)，即RDH 快速置換加熱間歇蒸煮技術(shù)，最初是以節(jié)約能耗為目標(biāo)進(jìn)行研究的。這項(xiàng)技術(shù)很好地利用原有間歇蒸煮設(shè)備，其原理就是采用熱置換的方法，實(shí)現(xiàn)冷噴放和熱量回收，既提高了紙漿的強(qiáng)度，又降低了能量消耗。

DDS 置換蒸煮系統(tǒng)是在原BeloitRDH 蒸煮系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，CPL 公司研發(fā)的一種新的制漿技術(shù)。DDS 秉承了RDH 的優(yōu)點(diǎn)，并改進(jìn)了RDH 工藝的幾個(gè)技術(shù)問(wèn)題。世界上第一套DDS 置換蒸煮系統(tǒng)，已于2004 年4 月在廣東鼎豐紙業(yè)試車(chē)成功，珠璣紙業(yè)DDS 置換蒸煮系統(tǒng)是全球第八套投入使用的系統(tǒng)。

2 DDS 置換蒸煮系統(tǒng)工藝特點(diǎn)

常規(guī)蒸煮與DDS 工藝流程的比較常規(guī)蒸煮法工藝過(guò)程和DDS 置換蒸煮系統(tǒng)工藝過(guò)程的比較如圖1。

圖1 常規(guī)蒸煮與DDS 蒸煮工藝比較

常規(guī)間歇蒸煮工藝最突出的問(wèn)題是，蒸煮完成后漿料是帶壓噴放，噴放過(guò)程閃蒸大量二次蒸汽，對(duì)環(huán)境空氣造成較大污染;同時(shí)，這些二次蒸汽需要用大量的清水來(lái)進(jìn)行噴淋冷卻，從而產(chǎn)生的污熱水又加大了廢水排放負(fù)荷;漿料釋放過(guò)程的熱量沒(méi)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(tǒng)的工藝流程包括液浸裝料、初級(jí)蒸煮、中級(jí)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(nèi)，裝料時(shí)間控制在35min 以?xún)?nèi)。

(2)初級(jí)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(jìn)入，把裝料過(guò)程中加入的冷液置換出來(lái)，初級(jí)蒸煮時(shí)間控制在30min 以?xún)?nèi)。

(3)中級(jí)蒸煮:蒸煮鍋被熱黑液和熱白液充裝，從鍋底泵送進(jìn)入，把初級(jí)蒸煮操作中加進(jìn)的溫黑液置換出來(lái)，中級(jí)蒸煮時(shí)間控制在25min以?xún)?nèi)。

(4)最后蒸煮:與傳統(tǒng)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(shí)間控制在60min 以?xún)?nèi)。

(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(nèi)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(jù)溫度不同分別貯存在槽區(qū)，并在下一個(gè)蒸煮操作中回用。

(6)放鍋蒸煮鍋內(nèi)被冷卻低于常壓的閃蒸溫度時(shí)，漿料可以用泵抽出到噴放鍋。過(guò)程控制采用模糊邏輯等先進(jìn)控制技術(shù)順利把漿抽出來(lái)，且保證不出現(xiàn)堵塞。一個(gè)完整的DDS 蒸煮周期，從開(kāi)始裝料到放完鍋，可依產(chǎn)量和卡伯值要求控制為180～220min，真正實(shí)現(xiàn)了快速置換蒸煮;整個(gè)周期就在保溫過(guò)程耗費(fèi)蒸汽并幾乎無(wú)浪費(fèi)的全部用到了脫木素當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)真正降低能耗，實(shí)際生產(chǎn)中能達(dá)到每噸絕干漿耗0.85噸蒸汽，這是DDS 法的最大優(yōu)點(diǎn)。

3 DDS 置換蒸煮系統(tǒng)施工技術(shù)特點(diǎn)

(1)系統(tǒng)管系較復(fù)雜，施工難度大、技術(shù)要求高，系統(tǒng)壓力試驗(yàn)、系統(tǒng)吹掃及泵的單體試機(jī)難度大。珠璣紙業(yè)DDS 置換蒸煮系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)有如下幾個(gè)特點(diǎn):

①該DDS 系統(tǒng)設(shè)壓力槽罐9 個(gè)，常壓槽罐6 個(gè)，泵19 臺(tái)，各類(lèi)閥門(mén)及儀表等近600 套。由于場(chǎng)地有限，15 個(gè)槽罐布置很緊湊，管線(xiàn)設(shè)計(jì)比較密集，循環(huán)管路多，走向復(fù)雜，這些都增加了管道施工的難度同時(shí)也增大了系統(tǒng)壓力試驗(yàn)、系統(tǒng)吹掃及泵的單體試機(jī)難度。

②白液系統(tǒng)、溫?zé)岷谝合到y(tǒng)蒸煮置換介質(zhì)堿度大、腐蝕性大，且系統(tǒng)由于其生產(chǎn)工藝快噴放快回收的需要，使用工況下周期性的波動(dòng)、沖刷、振動(dòng)都很強(qiáng)，因而溫?zé)岷谝瓜到y(tǒng)使用材質(zhì)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(gè)DDS 系統(tǒng)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(gè)系統(tǒng)屬于特種設(shè)備——壓力容器和壓力管道。整個(gè)系統(tǒng)近3000 個(gè)對(duì)接焊縫需進(jìn)行焊縫無(wú)損抽檢，給焊縫施工質(zhì)量提出了很高的要求。為解決工藝復(fù)雜的難題，項(xiàng)目部首先組織項(xiàng)目部全體管理人員集中學(xué)習(xí)造紙紙漿原理及工藝，摸透DDS 的改進(jìn)原理及工藝原理;再在熟知原理基礎(chǔ)上梳理復(fù)雜的工藝流程，按實(shí)際功能劃分為多個(gè)小系統(tǒng);然后在針對(duì)不同小系統(tǒng)及各相關(guān)小系統(tǒng)之間的關(guān)系理順各小系統(tǒng)管路的施工技術(shù)特點(diǎn)和難點(diǎn)，排出合理的施工先后順序，對(duì)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(tǒng)自動(dòng)化程度高，電氣儀表施工管理要求高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在珠璣紙業(yè)DDS 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥共63 個(gè)、氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥58 個(gè)、電磁流量器36 個(gè)、孔板及渦流流量計(jì)11 個(gè)、壓力變送器71 個(gè)、熱電偶67個(gè)、19 臺(tái)泵、4 臺(tái)攪拌裝置、2 臺(tái)風(fēng)機(jī)，但按生產(chǎn)規(guī)劃，該系統(tǒng)投產(chǎn)后只需每班3 人值班?？上攵?，要在180～220min 時(shí)間內(nèi)，完成液浸裝料、初級(jí)蒸煮、中級(jí)蒸煮、置換回收、噴放等復(fù)雜的生產(chǎn)工序、上百個(gè)閥門(mén)的開(kāi)關(guān)，沒(méi)有高程度的自動(dòng)控制系統(tǒng)是不可能完成的。在設(shè)計(jì)中，以上各設(shè)備都受控于該系統(tǒng)的DCS，相對(duì)通常施工的熱電站DCS 系統(tǒng)，該系統(tǒng)更為復(fù)雜，施工及調(diào)試難度更大。

面對(duì)以上幾個(gè)難題，我項(xiàng)目部做法是:首先是落實(shí)工藝安裝過(guò)程電儀設(shè)備的成品防護(hù)工作，主要做法有:施工前各氣動(dòng)閥全部做到吹掃干凈、全部球面抹黃油，安裝過(guò)程中先焊好法蘭再安裝就位，DN500 鍋蓋閥等昂貴閥門(mén)最后安裝;調(diào)試工作過(guò)程做到管路徹底沖洗干凈后才進(jìn)行單體閥門(mén)調(diào)試;裝好的閥門(mén)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(hù)用具同時(shí)到位統(tǒng)一包好，各流量計(jì)安裝好后做好搭接地線(xiàn)防護(hù)，焊機(jī)做到地線(xiàn)和把線(xiàn)同步到點(diǎn)到位，確保電磁流量計(jì)、熱電偶等不會(huì)意外導(dǎo)電燒壞。其次就是復(fù)雜的系統(tǒng)只有高水平的人才能操作好，項(xiàng)目在電儀施工特別是試機(jī)階段，特別從公司總部調(diào)配2 個(gè)電儀技術(shù)專(zhuān)家指導(dǎo)配合試機(jī)工作、依靠他們的經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)電儀施工人員一道確保試機(jī)過(guò)程安全順利進(jìn)行。

(3)工藝的設(shè)計(jì)欠成熟，施工過(guò)程變更多。DDS 蒸煮系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)常規(guī)間歇蒸煮系統(tǒng)需要配備一個(gè)強(qiáng)大且穩(wěn)定的槽區(qū)和先進(jìn)的控制技術(shù)，從布局上就要改變很多;但該系統(tǒng)還沒(méi)有普及大眾化，很多設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足。珠璣紙業(yè)DDS 系統(tǒng)由中國(guó)輕工業(yè)武漢設(shè)計(jì)工程有限責(zé)任公司負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)，各系統(tǒng)設(shè)計(jì)普遍缺圖、圖中各系統(tǒng)間沖突大，突出的表現(xiàn)就是到處撞管，即便項(xiàng)目部對(duì)各管系施工有詳細(xì)的布置和規(guī)劃還避免不了施工過(guò)程中普遍的返工現(xiàn)象。到施工高峰期和后期，我項(xiàng)目部基本上拋開(kāi)設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)藍(lán)圖改成直接依據(jù)CPL 公司流程圖和施工經(jīng)驗(yàn)施工，現(xiàn)項(xiàng)目試投產(chǎn)后，竣工圖是設(shè)計(jì)院依據(jù)我們現(xiàn)場(chǎng)安裝實(shí)際情況來(lái)重新出圖。

在冷白液輸送泵的試運(yùn)行過(guò)程中，就碰到噪聲和振動(dòng)過(guò)大的問(wèn)題。按設(shè)計(jì)，冷白液輸送泵進(jìn)口接管，泵進(jìn)口Φ159 管由于生產(chǎn)工藝需要，需優(yōu)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(jù)經(jīng)驗(yàn)還在泵入口管最高點(diǎn)處裝一DN15 排氣閥，但實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中泵噪音和振動(dòng)始終過(guò)大，經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)分析應(yīng)該泵位過(guò)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(wèn)題。這只是由于設(shè)計(jì)不合理而變更的一實(shí)例。

針對(duì)該難題，每個(gè)工程項(xiàng)目或多或少都會(huì)碰到，施工單位最好的解決辦法我認(rèn)為還是加強(qiáng)項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)自身組織策劃能力，同時(shí)盡量聘用技術(shù)實(shí)力較強(qiáng)、現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)較為豐富的施工隊(duì)組。

4 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

針對(duì)以上的分析，作者認(rèn)為針對(duì)這種還在工藝創(chuàng)新階段的系統(tǒng)的施工，關(guān)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(tǒng)的設(shè)計(jì)機(jī)理及相互關(guān)系，從而把復(fù)雜系統(tǒng)簡(jiǎn)單化、常態(tài)化，把綜合性施工難度轉(zhuǎn)化為純粹技術(shù)難度;其次，緊抓組織策劃工作，把整個(gè)系統(tǒng)的施工一盤(pán)局抓，把各工作環(huán)節(jié)統(tǒng)一考慮，布置好各工作間的先后及輕重關(guān)系。落實(shí)好這兩步，再先進(jìn)的工藝施工起來(lái)都將能做到游刃有余。