冷凝水排放体系在卷烟厂的运用
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本文作者：刘熹作者单位：甘肃烟草工业有限责任公司
1现状分析
1）薄板烘丝机在线生产能力4800kg/h，蒸汽耗量1500kg/h。烘丝机是叶丝生产线的关键设备，对于膨胀的叶丝高温快速烘烤，提高叶丝填充值，它采用先进的复合干燥技术，通过传导、辐射、强制热风对流三种加热方式，使烟丝快速加热烘干，由除尘系统排出，从而排出青杂气和部分游离烟碱，使烟丝醇和芬香。其中温度控制就显得极为关键，SH626型蒸汽耗量约1500kg/h，按每天三班20个工作时，共消耗30000kg蒸汽/天。
2）烘丝机冷凝水排回收采用开放式冷凝水回收系统，回收过程只针对储水罐内的冷凝水进行回收，对外接通大气外溢的余汽没有回收和再利用，造成了浪费。（图一）烘丝机蒸汽源压力1.0MPa，分两路进入设备内部，一路（工作压力为0.8MPa）蒸汽分配至空气热交换器，经过热交换、管线疏水后，管道（压力为0.18MPa）直接接通在储水罐；另一路（工作压力为0.25MPa）蒸汽分配至薄板热交换板，经过热交换后，管道疏水（排放压力要求为0MPa）也接通在储水罐；这样，两路不同排放压力要求的管道接在储水罐内，储水罐就必须满足排放压力要求为0MPa这一条件，原设计只对储水罐内的冷凝水通过齿轮泵增压后进入回汽系统进行回收，开放设计的储水罐由于直通大气，储水罐内大量闪蒸汽从罐体的排空管中直排大气，造成蒸汽能源的大量浪费。
2方案分析
针对问题，对冷凝水排放系统进行重新设计改造，以斯派萨克APT14疏水阀泵为核心，进行管路设计改造，首先，将经过散热器热交换、管线疏水阀的这一路管道（压力为0.18MPa）改道，接通在管网层回汽管线进行回汽的回收；第二步，拆除烘丝机储水罐，对薄板回水系统进行改造，将原来开始浮球疏水阀系统，改造为闭式疏水泵回收系统。如图二所示：这样，在拆除烘丝机储水罐后，将两路不同排放压力要求的管线脱开，去除烘丝机储水罐后的所有回收管线没有直排大气，两套封闭管线系统各自回收余汽、冷凝水，通过对烘丝机回水、回汽的完全回收，达到节能降耗的目。
图中设备使用蒸汽压力P1=1.0MPa，疏水管在储水罐存放压力P2=大气压，蒸汽用量Qmax=1662kg/h，排空气蒸汽损耗Q`=685kg/h。
该方案采用APT14自动疏水阀泵得以实现，APT14同时具有疏水阀与机械泵的功能，体积小巧，排水顺畅，甚至可以做到真空负压状况下进行冷凝水的排放。其工作原理如下：
第一步（图4）APT14，APT14HC和APT14SHC自动疏水阀泵运行于正排量原理。冷凝水自旋启式止回阀进入阀体导致浮球上升。浮球通过一个多连杆轴与疏水阀机构相连。当上游系统压力PS足以克服背压PB时（图4），积存的冷凝水将通过打开的第二级疏水阀机构排出。在这种状况下，浮球将根据进入APT14冷凝水量自动调节，控制疏水阀的开关。
第二步（图5）对一些温控设备，可能会出现系统压力PS低于背压PB（图5）。此时，标准的疏水阀将无法排除冷凝水，造成设备积水。
第三步（图6）APT14冷凝水将注满泵体，提升浮球直至触发换向连杆，打开动力蒸汽入口关闭乏汽阀。
第四步（图7）动力蒸汽快动机构使疏水阀模式迅速转换为动力泵模式。随着动力蒸汽入口阀的打开，APT14内的压力升至背压以上，冷凝水从疏水阀座被压入回收系统。
第五步（图8）随着泵体内冷凝水位的下降，浮球再次触发换向连杆，关闭动力蒸汽入口打开乏汽阀。
第六步（图9）APT14，APT14HC和APT14SHC内的压力由于乏汽阀的打开而与冷凝水入口压力平衡，冷凝水通过入口旋启式止回阀重新进入。同时出口球形止回阀关闭防止冷凝水回流到泵体内，疏水和泵的循环重新开始。
图2-1表明，PMMA材料在燃烧初期的HRR能急速增加到800kW/m2左右，并能长时间维持较高的热释放速率，直至试件燃烧殆尽，HRR迅速回落。与此相比，PVC材料在初期阶段的HRR上升较为平缓，一致维持在200kW/m2一下，整体呈下降趋势。可见PVC材料的阻燃特性还是十分显著的。
3APT14疏水阀泵组成闭式冷凝水排放系统应用注意事项
1）闭式系统应首先考虑内部气锁问题，应将图二中压力平衡管接至冷凝水出口最高处，以保障冷凝水顺利回流入APT14阀体内部。
2）动力蒸汽进给压力理论不应大于6kpa。
3）确保冷凝水出口与APT14阀基座安装水平高度差不低于0.2m。
4）阀体入口管路应设计管路容积不少于6L的积水管，作用是暂时存放在泵模式工作状态下的过程流体，从而确保设备不积水。
5）在烘丝机的管路改造中加入排空气阀，可以很大程度提高设备换热效率。
4改造效果
1）杜绝了烘丝机的积水现象，及时地排放大量冷凝水。
2）省去了原系统中的泵，节约了电及大量泵维修维护费用。
3）闭式系统回收所有冷凝水，不再有闪蒸汽及设备旁通而导致的蒸汽能源浪费，节能27%以上。
闭式冷凝水回收系统的应用，为我们取得了良好节能效果。相对于改造前，设备的换热效率大大增加，为设备产能的进一步提高打下了坚实的基础。同时为解决蒸汽疏水阀负压差状态下的疏水问题，积累了宝贵的经验，有广泛的应用推广价值，同时APT14具有结构紧凑，安装方便，安全可靠，也为企业节省了资金，节省了能源，对环境做出了应有的贡献。
