乏汽回收裝置在染整廠的應用及效益分析

吳清新

摘 要：文章介紹了乏汽回收裝置在某染整廠蒸汽系統(tǒng)工藝的應用，對常規(guī)的蒸汽系統(tǒng)工藝進行節(jié)能改造，分析了乏汽回收系統(tǒng)的工作原理以及所獲得的經濟效益和環(huán)境效益。

關鍵詞：乏汽回收、蒸汽引射器、節(jié)能、效益

近年來，隨著染整企業(yè)數(shù)量的不斷增多，企業(yè)間的競爭也越來越劇烈，為了提高產品的競爭力，企業(yè)只能通過追求更低的生產成本以控制產品價格或者更科技尖端產品來占領市場，以提高利潤。而在染整行業(yè)中，蒸汽的成本直接影響到了產品的生產成本，為此降低蒸汽的能耗就顯得尤為重要。

一、企業(yè)現(xiàn)狀

某染整廠目前一期投用兩臺30t/h的鏈條式中壓燃煤鍋爐，每日產汽約750t，主要用汽設備為定型機和染色機，定型機使用2.8MPa的中壓蒸汽，染色機使用0.6MPa的低壓蒸汽。2.8MPa的中壓蒸汽經過定型機盤管換熱器換熱后經浮球疏水閥變成230℃冷凝水，冷凝水排至閃蒸罐，閃蒸出0.6MPa低壓蒸汽及165℃冷凝水，閃蒸出0.6MPa的蒸汽補充到染色機用的0.6MPa低壓蒸汽系統(tǒng)中，冷凝水排至常壓冷凝水回收泵組，變成常壓蒸汽及100℃冷凝水。0.6MPa低壓蒸汽經過染色機的管殼換熱器換熱后經浮球疏水閥變成165℃冷凝水，冷凝水排至常壓冷凝水回收泵組，變成常壓蒸汽及100℃冷凝水，冷凝水通過泵組回收至鍋爐除氧器，常壓蒸汽（俗稱乏汽）則直接排放至大氣。乏汽中含有很多低品位的熱焓，直接排放一方面造成了企業(yè)較大的能源浪費，另一方面造成了環(huán)境污染。乏汽排放示意圖見圖1。

二、乏汽回收意義及原理

1、乏汽回收意義

該染整企業(yè)蒸汽系統(tǒng)整體設計時并沒有考慮到乏汽回收的設計，大量的乏汽直接排放至大氣中造成了較大的能源浪費和環(huán)境污染。隨著社會的發(fā)展進步，乏汽回收技術的創(chuàng)新，國家節(jié)能減排及環(huán)境保護政策的推進，企業(yè)領導節(jié)能減排及環(huán)境保護意識的加強，企業(yè)上層領導逐漸意識到乏汽回收的重要性，既能為企業(yè)帶來明顯的經濟效益，又能消除環(huán)境污染，取得良好的社會效益，故決定引進乏汽回收技術以回收該部分乏汽。

2、回收裝置介紹

傳統(tǒng)乏汽回收方式有面接觸式、直接混合式等。面接觸式主要通過熱交換器回收熱能，但考慮到傳熱要求及乏汽低壓特性，很難達到換熱器設計要求的理想流速，必須通過加大換熱面積來提高回收效果，導致?lián)Q熱設備龐大，且處理過程中產生的冷凝水，還需集中后通過水泵供回至冷凝水系統(tǒng)中。直接混合式主要通過將乏汽直接混入需加熱介質來回收利用乏汽熱能，如噴淋系統(tǒng)，方式簡單，但是應用場合受到許多限制，且乏汽回收效率低，無法將乏汽熱能得到充分利用。

傳統(tǒng)乏汽回收方式針對染整廠的利用意義不大，一方面無法實現(xiàn)完全消除乏汽，另一方面鍋爐距離車間較遠，乏汽無法通過管道引至鍋爐。當前一種新型的乏汽回收技術已投入市場，該乏汽回收的主要裝置為蒸汽引射器，它的工作原理是：中壓蒸汽進入蒸汽引射器，通過噴嘴將蒸汽的高壓能量轉化成動能，中壓蒸汽離開噴嘴時以很高的速度進入到吸入室，此時會在吸入室口位置產生負壓，將乏汽吸入，中壓蒸汽與乏汽混合，混合后的蒸汽經過喉部最終在擴壓器中將動能恢復成壓力勢能，得到所需壓力的低壓蒸汽，將低壓蒸汽送至用氣用戶，從而達到回收乏汽潛熱的目的。蒸汽引射器的剖視圖見圖2。

3、乏汽回收工藝流程介紹

中壓分汽缸出口的2.8MPa中壓蒸汽經過流量計，再經過調節(jié)閥后進入到蒸汽引射器，乏汽從冷凝水回收泵組排空口通過管道引入蒸汽引射器，將乏汽壓力控制在0.1MPa后進入蒸汽引射器，乏汽的管道上需安裝一個超壓應急排空調節(jié)閥，當冷凝水回收泵組上的壓力超過0.15MPa時，調節(jié)閥自動打開，此時乏汽直排到大氣中，防止染色機疏水背壓過高，造成升溫變慢。在蒸汽引射器后端管路上安裝一個壓力傳感器，其輸出信號至中壓蒸汽調節(jié)閥，調節(jié)中壓蒸汽的壓力、流量，最終得到穩(wěn)定的0.6MPa的低壓蒸汽，并將0.6MPa低壓蒸汽系統(tǒng)并入到染色機的低壓蒸汽管網。乏汽回收工藝流程圖見圖3。

三、 效益分析計算

1、乏汽排放量計算

定型機組中壓蒸汽使用量320t/d，染色機組低壓蒸汽使用量420t/d，計算涉及到的相關參數(shù)如下表：

中壓蒸汽冷凝出的冷凝水進入到閃蒸罐，管路密閉，蒸汽量基本等于冷凝水量，即冷凝水量320t/d，此時冷凝水壓力2.8MPa，顯熱998kj/kg，進入閃蒸罐后變成0.6MPa冷凝水，顯熱697kj/kg，剩余的301kj/kg熱量則閃蒸變成0.6MPa的低壓蒸汽，潛熱2066kj/kg。

冷凝水閃蒸率=（2.8MPa冷凝水顯熱-0.6MPa冷凝水顯熱）/0.6MPa低壓蒸汽潛熱

=（998-697）/2066*100%=14.57%

0.6MPa冷凝水量=（1-14.57%）*320t/d=273t/d

0.6MPa的冷凝水通過閃蒸罐底部疏水閥排至冷凝水回收泵組，染機的0.6MPa低壓蒸汽冷凝后也直接排至冷凝水回收泵組，則0.6MPa冷凝水量=273+420=693t/d。0.6MPa冷凝水在冷凝水回收泵組內再次閃蒸，變成0.1MPa冷凝水，顯熱504kj/kg，剩余的193kj/kg熱量則閃蒸變成0.1MPa的低壓蒸汽，潛熱2201kj/kg。

冷凝水閃蒸率=（0.6MPa冷凝水顯熱-0.1MPa冷凝水顯熱）/0.1MPa低壓蒸汽潛熱

=（697-503）/2201*100%=8.77%

閃蒸量=0.6MPa冷凝水量*閃蒸率=693*8.77%=60.7t/d

2、效益評估

全年生產時間按330d計算，企業(yè)所用煤為煙煤，熱值5300kcal/kg，每噸價格920元，鍋爐給水焓值417kj/kg，鍋爐運行效率75%：

全年可節(jié)約運行費用=330d*60.7t/d*（2201+504-417kj/kg）/ 5300kcal/kg/4.184/75%

≈253萬元

在節(jié)約運行費用的同時，節(jié)省了煤炭資源，減少了煙氣的排放，消除的乏汽的排放，減少環(huán)境污染。既得到了可觀的經濟效益，也得到了社會效益。

四、結語

在這個能源日益短缺的時代，企業(yè)的發(fā)展受到了能源缺乏的制約，因此企業(yè)必將向低能耗、高效環(huán)保的方向發(fā)展。我們國家在制定“十三五”的規(guī)劃中，大力倡導節(jié)能減排、低碳發(fā)展，推進資源節(jié)約集約利用，加大環(huán)境綜合治理力度，建立節(jié)約型社會。目前節(jié)能減排工作任務相當艱巨，必須下最大決心，用最大力氣，從細微處著手，采取各種有效措施方能實現(xiàn)。本文對乏汽回收系統(tǒng)在染整廠成功運行進行探討恰恰體現(xiàn)了其“節(jié)能減排”這一宗旨，以蒸汽引射器為主要裝置的乏汽回收系統(tǒng)它具有結構簡單，操作方便，初期投資低、運行費用低，節(jié)能效益顯著等諸多優(yōu)點，值得普及與推廣。

參考文獻：

[1] 陸宏圻 . 射流泵技術的理論及應用[M]. 水利電力出版社，1989.

[2] 索科洛夫EЯ，津格爾HM. 噴射器[M]. 北京：中國科技出版社，1982.

[3] 殷賢炎 . 工業(yè)乏汽回收利用技術研究與探討[J]. 節(jié)能，2008（07）：15-19.