異地供絲條件下的鍋爐供汽壓力模式

王志杰，張永江，劉次剛

（河南中煙工業有限責任公司洛陽卷煙廠，河南洛陽 471003）

0 引言

異地供絲是指由生產規模較大的卷煙廠集中制絲，在保證自身生產需要的基礎上，向規模較小的異地卷煙廠配送煙絲進行卷制包裝。煙草行業省級中煙公司作為法人實體，一般下轄若干家卷煙廠，由于各卷煙廠地域條件、產能規模及工藝技術水平存在差異，且生產力布局較為分散，不利于生產組織集約化和產品均質化。實施異地供絲，壓縮落后制絲線產能，發揮新技改制絲線產能，不斷提高資源利用率，實現生產組織集約化、產品加工均質化，是當前煙草企業的一項重大變革。

某卷煙廠實施異地供絲后，制絲設備停止運行不再使用蒸汽，鍋爐設備生產的蒸汽僅需保證中央空調系統和生活換熱需求，使用蒸汽量降低約70%。而原有供汽設備為額定產能10 t/h的天然氣鍋爐，制絲全線運行時需要開啟2 臺鍋爐，異地供絲后開啟1 臺鍋爐蒸汽產能還有較大富余，與異地供絲后的蒸汽需求不相匹配，更換與實際需求匹配的鍋爐設備投入大，造成鍋爐設備能源消耗量大，能源轉化效率低，與企業提出的“優質、高效、低耗”金葉制造目標相背離。

1 蒸汽的生產

蒸汽的主要用途有加熱、加濕，還可以產生動力驅動機器。根據壓力和溫度，將蒸汽分為飽和蒸汽和過熱蒸汽。一般卷煙企業使用的是飽和蒸汽，飽和蒸汽是在一個大氣壓下，溫度為100 ℃的蒸汽，溫度不能再升高，是飽和狀態下的蒸汽。卷煙企業使用蒸汽的主要用于加熱或加濕物料、控制環境溫濕度。

2 供汽壓力設定

該卷煙廠配置的是燃氣鍋爐，使用天然氣加熱，使水汽化成蒸汽完成熱能轉換。水在鍋（鍋筒）中不斷被爐里氣體燃料燃燒釋放的能量加熱、溫度升高并產生帶壓蒸汽。由于水的沸點隨壓力的升高而升高，鍋是密封的，水蒸汽膨脹受到限制而產生壓力形成熱動力。該卷煙廠原有3 臺鍋爐，開2 備1，需要鍋爐設備連續不間斷運行，異地供絲生產模式啟動后，蒸汽使用量大幅度下降，正常生產僅需1 臺鍋爐間斷運行，保證0.4 MPa 以上的蒸汽壓力，即可滿足使用要求。

探索在新運行條件下，設定不同的鍋爐供汽壓力，既能保證蒸汽品質又能使鍋爐節能運行，制訂出鍋爐運行的最佳節能操作模式。根據鍋爐的性能、工藝要求及生產規律等情況，提出4種供汽壓力模式，各進行1 周時間的實際測試。

2.1 模式一

需要使用蒸汽時，啟動鍋爐并將鍋爐壓力設定值設為0.6 MPa，停爐值設定為0.7 MPa，大火快速升壓，當鍋爐蒸汽壓力達到0.7 MPa 自動停爐后，蒸汽壓力緩慢下降到0.4 MPa 后，再次啟動鍋爐，重復以上操作。

2.2 模式二

需要使用蒸汽時，啟動鍋爐并將鍋爐壓力設定值設為0.7 MPa，停爐值設定為0.6 MPa，大火快速升壓，當鍋爐蒸汽壓力達到0.6 MPa 自動停爐后，蒸汽壓力緩慢下降到0.4 MPa 后，再次啟動鍋爐，重復以上操作。

2.3 模式三

需要使用蒸汽時，啟動鍋爐并將鍋爐壓力設定值設定為0.8 MPa，停爐值設定為0.8 MPa，大火快速升壓，當鍋爐蒸汽壓力達到0.8 MPa 自動停爐后，蒸汽壓力緩慢下降到0.4 MPa 后，再次啟動鍋爐，重復以上操作。

2.4 模式四

需要使用蒸汽時，啟動鍋爐并將鍋爐壓力設定值設定為0.9 MPa，停爐值設定為0.9 MPa，大火快速升壓，當鍋爐蒸汽壓力達到0.9 MPa 自動停爐后，蒸汽壓力緩慢下降到0.4 MPa 后，再次啟動鍋爐，重復以上操作。

統計4 種模式下的蒸汽產量、自來水使用量、用電量、天然氣使用量，結果見表1。

表1 供汽壓力鍋爐快速升壓能源消耗統計

2.5 模式五

以上4 種模式都是大火快速升壓運行，但停爐壓力不同，通過初步數據分析，選擇單耗最小的模式三，進行鍋爐小火緩慢升壓試驗。需要使用蒸汽時，啟動鍋爐并將鍋爐壓力設定值設為0.4 MPa，小火緩慢升壓，停爐值設定為0.8 MPa，當鍋爐蒸汽壓力達到0.8 MPa 自動停爐后，蒸汽壓力緩慢下降到0.4 MPa 后，再次啟動鍋爐，重復以上操作。

對蒸汽量、自來水使用量、用電量、天然氣使用量進行統計，結果見表2。

表2 供汽壓力鍋爐緩慢升壓能源消耗統計

3 能源轉化效率分析

對5 種供汽模式的能源轉化效率進行計算，分別得到自來水轉化效率對應的水汽比、電轉化效率對應的電汽比、天然氣轉化效率對應的氣汽比的數據，水汽比、電氣比、氣汽比對應的數值越低說明能源轉化效率越高，數值越高說明能源轉化效率越低，見表3、圖1。

表3 鍋爐能源轉化效率統計

圖1 鍋爐能源轉化效率統計

（1）自來水轉化效率。自來水轉化效率從高到低依次為：模式三＞模式二＝模式五＞模式一＞模式四。

（2）電轉化效率。自來水轉化效率從高到低依次為：模式三＞模式五＞模式二＞模式一＞模式四。

（3）天然氣轉化效率。自來水轉化效率從高到低依次為：模式三＞模式五＞模式二＞模式一＞模式四。

綜合分析自來水、電、天然氣3 種鍋爐消耗的能源，模式三轉化效率最高，模式四轉化效率最低。具體指標：5 種模式水汽比、電汽比差異較小，氣汽比差異較大，氣汽比最高值為132.5 m3/t，最低值為69.5 m3/t，氣汽比相差63 m3/t。因此，根據實際供汽需求，選擇適宜的鍋爐供汽壓力，能大量節約水、電和天然氣消耗。

4 結語

異地供絲是當前煙草工業企業生產方式的全新變革，需要在實踐中不斷探索，在保證卷煙產品工藝技術要求的前提下，對鍋爐設備供汽壓力進行研究，分析采集數據，找到最佳操作模式，可以節約水、電和天然氣消耗，提高能源利用率，降低企業生產成本。