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制鹽工業(yè)中加熱室排水改進(jìn)方案

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制鹽工業(yè)中加熱室排水改進(jìn)方案

本文作者:吳金濤 單位:國電英力特能源化工集團(tuán)股份有限公司

1多效蒸發(fā)制鹽末效加熱室排水不暢對生產(chǎn)的影響

1.1末效加熱室排水不暢直接影響末效加熱室的傳熱和項目達(dá)產(chǎn)

在蒸發(fā)設(shè)備運(yùn)行中,末效加熱室排水不暢時,積存在加熱室下部的冷凝水會占據(jù)部分蒸汽空間,使有效傳熱面積顯著減小,傳遞的熱量減小,使本效蒸發(fā)強(qiáng)度下降,降低整個設(shè)備的生產(chǎn)能力。嚴(yán)格地說冷凝水與管內(nèi)料液也在進(jìn)行換熱,但因傳熱系數(shù)只有蒸汽與料液換熱時K值的十分之一左右,而且有效溫度差隨著傳熱過程進(jìn)行越來越小,因此其傳熱速率是微不足道的。對于一定的料液,在加熱室型號、材質(zhì)、蒸汽品質(zhì)一定的條件下,各效傳熱系數(shù)K、有效溫差△t、傳熱面積F是一定值[1]。對于多效蒸發(fā)系統(tǒng),傳熱量為:

由上式看出:當(dāng)末效加熱室排水不暢時,末效加熱室有效傳熱面積Fn減小,末效傳熱量Qn下降,上一效產(chǎn)生的二次蒸汽量Wn-1減小,導(dǎo)致該效的傳熱量Qn-1減小,△tn也必然下降。各效傳熱量下降,總蒸發(fā)水量下降,臺時產(chǎn)量降低,影響項目順利達(dá)產(chǎn)。

1.2末效加熱室排水不暢直接影響多效蒸發(fā)系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定

多效蒸發(fā)制鹽末效加熱室的操作通常為負(fù)壓操作,末效加熱室排水不暢、傳熱不良使得前效加熱室的料液溫度上升,導(dǎo)致加熱室及冷凝水泵的密封性能降低,嚴(yán)重影響到各效加熱室壓力的穩(wěn)定性和系統(tǒng)的安全性。國內(nèi)近年來曾經(jīng)發(fā)生過加熱室超壓引起加熱室、泵爆炸的事故,由于蒸發(fā)系統(tǒng)壓力頻繁波動給生產(chǎn)造成影響的案例更是屢見不鮮。

1.3末效加熱室排水不暢直接影響到冷凝水泵的效率和壽命

隨著蒸汽在各效加熱室之間的不斷傳熱,末效加熱室殼程會有大量的二次蒸汽、冷凝水及不凝氣存在,采用傳統(tǒng)的冷凝水排出裝置,勢必會造成冷凝水泵頻繁出現(xiàn)不正常。其中汽蝕對泵的效率和壽命的影響尤為嚴(yán)重。

2多效蒸發(fā)制鹽末效加熱室排水不暢產(chǎn)生原因分析

真空制鹽多效蒸發(fā)系統(tǒng)是一個雙向動力推動系統(tǒng),一方面由首效的正壓蒸汽推動,系統(tǒng)壓力在逐級降低;另一方面,在系統(tǒng)末端有抽真空系統(tǒng),末效加熱室是負(fù)壓工作狀態(tài)。理論上不存在末效加熱室排水不暢的問題,但由于國內(nèi)部分制鹽企業(yè)在投資建設(shè)多效蒸發(fā)制鹽車間時,對工藝先行的設(shè)計理念重視不夠,設(shè)計人員對末效加熱室底部與冷凝水桶內(nèi)液位高差、冷凝水桶及配管設(shè)計不重視或未加嚴(yán)謹(jǐn)考慮,造成真空制鹽末效加熱室排水不暢,降低了產(chǎn)品的效益。

設(shè)計時為降低廠房在建設(shè)投資中所占比重,設(shè)計人員會考慮降低廠房的建設(shè)高度和加熱室的安裝高度來達(dá)到控制工程造價的目標(biāo),忽視末效加熱室冷凝水出口至冷凝水泵的進(jìn)口位差對冷凝水泵運(yùn)行的影響,造成泵的效率下降,致使末效加熱室積水。冷凝水桶及配管直徑設(shè)計值偏小、配管安裝位置不合適及結(jié)構(gòu)不合理都會增加冷凝水排放阻力,致使末效加熱室積水。

3多效蒸發(fā)制鹽末效加熱室冷凝水排放不暢改進(jìn)方案

3.1改進(jìn)前末效加熱室冷凝水排放工藝

改進(jìn)前,部分制鹽企業(yè)末效加熱室冷凝水排放采用平衡式冷凝水桶裝置,末效加熱室中積聚的冷凝水借重力自流到冷凝水桶,由冷凝水泵排出系統(tǒng),工藝流程示意見圖1。該工藝具有工藝簡單,操作方便的優(yōu)點(diǎn)。但由于設(shè)計時對末效加熱室下花板與冷凝水桶控制液位高差考慮不嚴(yán)謹(jǐn)[2],且生產(chǎn)過程中蒸汽壓力的不斷波動,生產(chǎn)中容易出現(xiàn)末效加熱室積水及冷凝水泵汽蝕、氣縛現(xiàn)象。

3.2改進(jìn)后末效加熱室冷凝水排放工藝

改進(jìn)后,末效加熱室冷凝水排放采用液封式冷凝水桶與水噴射器組合裝置,末效加熱室中積聚的冷凝水及不凝氣經(jīng)水噴射器進(jìn)入到冷凝水水封桶;冷凝水水封桶中部安裝隔板,隔板一側(cè)為液封部分,當(dāng)液面高于隔板時即自動流入儲水部分,冷凝水泵由儲水部分直接抽取冷凝水至水噴射器,水封桶中多余的冷凝水溢流排出系統(tǒng),工藝流程示意見圖2。

該工藝具有如下優(yōu)越性:(1)水噴射器在加熱室冷凝水排出管局部形成的較高負(fù)壓,可以增加冷凝水在管內(nèi)的流動壓差,提高了冷凝水流速;解決了末效加熱室下花板與冷凝水水桶內(nèi)控制液位高差不夠造成冷凝水排放不暢的問題[2]。(2)縮短了處于負(fù)壓運(yùn)行的冷凝水管的長度、減少了其管道附件可以有效解決冷凝水排出系統(tǒng)泄露造成空氣進(jìn)入末效加熱室,破壞負(fù)壓的問題。(3)可同時抽出末效加熱室中的不凝氣,提高了加熱室傳熱效率,穩(wěn)定提高了加熱室真空度。(4)減輕了原冷凝水排放方式高負(fù)壓的冷凝水對冷凝水泵的葉輪、泵殼的汽蝕。(5)克服了不凝氣對冷凝水泵氣縛造成真空度波動,影響生產(chǎn)平穩(wěn)進(jìn)行。

由于加熱室是多效蒸發(fā)制鹽系統(tǒng)的重要設(shè)備,對于已投入運(yùn)行的制鹽企業(yè),對已運(yùn)行的加熱室、冷凝水桶、配管直徑及其冷凝水接管結(jié)構(gòu)的改造均存在較大的限制,本文對此不作進(jìn)一步討論。

4結(jié)論

為避免真空制鹽末效加熱室冷凝水排放不暢對項目投產(chǎn)后的正常生產(chǎn)造成影響,在設(shè)計中應(yīng)予以重視。對于已建成投產(chǎn)的多效蒸發(fā)制鹽企業(yè),如果出現(xiàn)末效加熱室冷凝水排放不暢,應(yīng)及時進(jìn)行解決。本文提出的末效加熱室冷凝水排放不暢改進(jìn)方案僅供參考。

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