No.2Feb.,2021
42
第2期2021年2月
中国氯碱
China Chlor-Alkali
王学锋，张自超
（万华化学（宁波）氯碱有限公司，浙江宁波315812）
摘要：总结了氯碱生产企业蒸汽冷凝水回收系统存在的问题，提出了改进措施，并介绍了改造效 果。
关键词：蒸汽；蒸汽管网；疏水阀组；冷凝水回收系统
中图分类号：TQ083+.3 文献标识码：B 文章编号:1009-1785（2021）02-0042-03
Optimization of steam and condensate recovery system
WANG Xue-feng, ZHANG Zi-chao
(Wanhua Chemical (Ningbo )Chlor Alkali Co.,Ltd.,Ningbo 135812,China)
Abstract : This paper summarizes the existing problems , puts forward the improvement measures , and
introduces the transformation effects of the steam condensate recovery system in chlor alkali production enterprises.
Key words ： steam ;steam pipe network ;drain valve group ;condensate recovery system
蒸汽作为最常见的公用工程之一，在氯碱生产 过程中被广泛应用。随着装置产能的不断提升，万华
化学（宁波）氯碱有限公司（以下简称“万华宁波氯
碱”）冬季最大蒸汽用量为35t/h，其中主要用于
48%碱蒸发装置、二次盐水换热、汽化装置以及
蒸汽供应来源有三处，一是来自万华热电有限 公司，压力1.0 MPa ，温度280 T ：，二是来自依托园区
副产蒸汽，压力1.0 MPa，温度180七，三是来自该公 司盐酸装置副产，压力0.3 MPa，温度150七。
1现状分析
近年来随着该公司工艺装置的不断优化变更，
蒸汽管网系统存在较为严重的能源浪费现象，具体 分析如下。
1.1 管线冗余蒸汽质量差
由于生产装置的不断优化，部分蒸汽管线已停 用，个别蒸汽管线缺少区域总阀，夏季高温天气蒸汽
停用后无法及时关闭总阀，导致管网内蒸汽品质下
降，热量损失量较大，且在管网负荷变动的情况下， 管网内蒸汽平衡能力较差。由于管线冗余，管线末端 压力较低，无法满足生产需要。蒸汽来源较多且进厂
界总阀分别位于烧碱、氯氢两个车间，开停车蒸汽暖 管步骤复杂，给人员操作带来了很大的不便。
1.2疏水阀故障，蒸汽损耗大
根据检测结果显示，现场共检测在用蒸汽疏水
阀总计40个，其中正常运行25个（占比62%），排 过冷水或异常4个（占比约10%），损坏/泄漏11个
（占比约28%）o 疏水阀组故障后导致凝结水排放不
畅，造成换热设备积水严重从而降低了换热效果。同 时，疏水阀组存在漏气现象，新鲜蒸汽直接排放，造 成蒸汽损失。
1.3蒸汽冷凝水利用率低
伴随着该公司节能意识的不断增强，蒸汽冷凝 水作为品质较高的副产水资源，回收利用不断得到
第2期王学锋，等：蒸汽及冷凝水回收系统优化改造43
人们的重视。区域内只有少部分蒸汽冷凝水排进厂区清污分流系统，大部分蒸汽冷凝水就地排放，没有有效收集，损失了客观的经济收益。不同的压力下蒸
汽产生的冷凝水所含的热量不同(一般在60七，有的甚至可以达到90P)，蒸汽压力越高，蒸汽冷凝水所含的热量越大。根据统计显示，冷凝水的热量可达
到总的热量的15%~30%。万华氯碱厂区内有45组左右的蒸汽疏水阀组，且蒸汽疏水阀组位置不规律，部分水资源已回收，余热资源回收可能较小，但剩余蒸汽疏水阀组仍有较高的水资源回收价值。
三维模型制作无水氯化镁1.4计量存在偏差，蒸汽用量无法平衡
因该公司使用蒸汽的来源较多，蒸汽质量存在差异，主要区别在于饱和蒸汽和过热蒸汽，各区域使用的蒸汽流量计多为孔板流量计，存在流量计参数设计、选型问题以及缺少温度和压力补偿的问题，流量计显示数值不准确对平衡结算造成很大的影响。
1.5蒸汽使用单位蒸汽流量波动大
汽化器使用蒸汽量5.5t/h，开车后需要在汽化器桶内加满热水，开启汽化器进蒸汽阀门，待蒸 汽管线暖管结束后通过DCS调节阀调节蒸汽的加入量。操作人员在正常操作过程中需要时刻关注汽化器内压力、温度变化，以及汽化器出口压力和温度，特别是在外送流量发生变化的情况下，容易引起汽化器内温度的变化，人员干预有偏差时会导致控制难度加大，并且当大幅度的调节汽化器温度时，会导致蒸汽管网压力波动，影响其他工段正常的蒸汽使用。
2改进措施
对各装置蒸汽使用情况进行了重新分析，整体规划设计，重点解决管线冗余，回收主管廊蒸汽冷凝水，既要减少蒸汽的数量损失，提高蒸汽品质，又要建立蒸汽冷凝水回收系统，达到节能的目的。
2.1改造前工艺流程
来自园区副产饱和蒸汽，经过减压，分为两路蒸
汽分别为0.7MPa J80七蒸汽和0.3MPa.140七蒸汽，同时来自万华热电过热蒸汽减温减压为0.7MPa、180T蒸汽和0.3MPa、140七蒸汽個万华热电所产蒸汽为过热蒸汽，因此在完成减压操作后，为降低蒸汽温度，增加了减温器，降低蒸汽温度，最后盐酸合成炉也副产了0.3MPa J40的蒸汽，这三路蒸汽是万华宁波氯碱蒸汽的主要来源，产区内蒸汽有0.3MPa 蒸汽管网和0.7MPa蒸汽管网，蒸汽的使用主要集中在48%碱蒸发、汽化器加热、二次盐水换热、氯酸盐分解装置换热及公用工程用汽。2.2改造后工艺流程
万华宁波氯碱利用年度大修的机会，对蒸汽管线进行了改造，通过改造将原有的独立的两大蒸汽来源，园区蒸汽和万华热电蒸汽汇总在一起，先对蒸
汽进行减压至0.7MPa再通过减温器对蒸汽进行减温，温度达到180七左右后，用于48%碱蒸发装置使
用，后续在对管网内0.7MPa蒸汽进行二次减压至0.3MPa，温度基本控制在145您左右，输送至0.3MPa 蒸汽管网供二次盐水换热、汽化器加热、氯酸盐分解装置和公用工程使用。
2.3改造情况
(1)取消部分管线，减少蒸汽损失
此次改造中，取消了区域内已经停用事故
塔区域停止使用的20m低压蒸汽管线，取消了万华副产蒸汽减压阀组，将万华副产蒸汽管线移位至万华热电蒸汽进口段，两路联通为一路，同时减压至0.7MPa后再连接低压减压阀组，将0.7MPa蒸汽减压至0.3MPa供汽化区域以及二次盐水换热和部分公用工程使用。拆除旧汽化器装置停止使用的低压蒸汽管线，盐酸区域废弃管线等，总计拆除废弃管线50m左右°相比改造前管线，减少了管网的冗余，避免了不必要的蒸汽浪费。
(2)减少计量偏差，优化蒸汽流量计
此次大修，万华氯碱对各个区域缺失的蒸汽流
量计根据使用的流量，核算当前的蒸汽管径，对流量
计选型重新进行评估，安装了新的蒸汽流量计，便于
后续的蒸汽平衡核算。现阶段全厂蒸汽使用的平衡图见图1。
(3)建立蒸汽冷凝水回收系统
本次改造，新增了DN80的碳钢管道，将公共管廊附近的蒸汽输水阀组全部安置在主管廊蒸汽管道下层，与冷凝水回收管线连接，组成冷凝水回收系统，回收后的蒸汽冷凝水作为循环水补水使用。
改造完成验收使用阶段时，由于蒸汽管线水试
指纹读取器漏时内部存水较多，暖管时需要关注，尽可能排空管
道余水，避免蒸汽主管以及输水管线震动。
(4)新增汽化器APC控制手段
为减少汽化器人为操作难度，提高装置稳定，同
时减少汽化器负荷波动时对蒸汽总管的影响，万华宁波氯碱引进APC过程控制系统，通过对汽化器运行过程中产生的大量实时数据、历史数据进行数据挖掘与分析，建立汽化器系统运行模型，利用系统
模型进行多变量实时优化控制。
APC 投用后汽化器温度值持续控制在期望值
44中国氯碱2021年第2期
盐酸炉副产蒸汽
5.7t/h
万华副产蒸汽「厂
区
蒸
汽
管
网
Ot/h
Ot/h
0.49t/h
图像拼接低压蒸汽Ol/h
5.78t/h
&28t/h 热电蒸汽无计量表无计量表
4.2t/h
<,un-
中压蒸汽|Ot/h
图1现阶段全厂蒸汽使用的平衡图
二三期蒸发
铁桶包装
汽化器
一期153/273
二三期153/273/370
环氧罐区
盐场
锅炉烟囱制造汽化器
一次盐水
氯氢压缩
附近，目前该期望值设定在55七以上，该期望值由操作人员设定，减少了人员操作难度，同时稳定汽化器操作，降低汽化器出口的压力、温度波动的20%实现汽化器的卡边控制，降低汽化器出口温度2七，实现汽化器自动负荷控制，降低操作人员工作量。
3改造效果
本次蒸汽管线改造完成后，蒸汽管线汽源切换较之前更加方便快捷，系统平稳可靠，消除了之前出现的蒸汽跑冒滴漏的现象，取得了一定的经济效益。
具体收益计算如下。
(1)节约蒸汽管线表面热损失
根据计算公式可得，Q={[2tt(7V-7X)]/〔(LnZ>0/ Dl)l/A+2/(P0a)]}xZxl.3=401.53(W/m)
共减少蒸汽管线85m，总计节约热能85x 401.53x24x365=298979238(W)，根据换算公式可得，每年可节约蒸汽83714186kJ,0.35MPa下蒸汽热焙值为2725.0kj/kg，折合为蒸汽为30t，预计总收益为30x200=6000(元)。
(2)减少蒸汽疏水阀蒸汽损失
蒸汽疏水阀根据热损失计算，蒸汽泄漏损失量及成本表(蒸汽价格200元/t，月运行时间720h)，厂区内低压蒸汽疏水较多，以低压蒸汽疏水计算，减
少损失=4638x11x12=612216(元)。
(3)蒸汽冷凝水回收收益
根据蒸汽使用量，每小时预计回收2n?冷凝水，以除盐水5元/t价格计算，预计年度收益为2x 24x5x365=87600(元)。
(4)合计收益
合计收益金额为705816(元)。
(5)投资回收期
项目投资556400元；回收期0.8年。
4结语
蒸汽作为主要的能源，在氯碱生产成本中占据着较大的比重，蒸汽节约的表面价值是减少泄漏损失，但更大价值是提升蒸汽的品质，从根本上减少工艺换热和伴热设备对蒸汽的需求量，并有效进行冷凝水回收利用。本次改造强调技术先进、设计合理、产品可靠，所有设备均采用最高标准，取得了十分显著的节能效果。
收稿日期：2020-05-18
2020年化学原料和制品制造业产能利用率为74.5%近日，国家统计局发布的数据显示，2020年四季度全国工业产能利用率为78.0%，比上年同期上升0.5个百分点，比三季度上升1.3个百分点。其中，化学原料和化学制品制造业产能利用率为77.2%o 从3大门类看，四季度，采矿业产能利用率为75.0%，比上年同期下降0.1个百分点；制造业产能利用率为78.4%，比上年同期上升0.4个百分点；电力、热力、燃气及水生产和供应业产能利用率为74.3%，比上年同期上升0.7个百分点。
2020年全国工业产能利用率为74.5%，比上年下降2.1个百分点。其中，化学原料和化学制品制造业产能利用率为74.5%，比上年下降0.7个百分点。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议