制盐冷凝水排放工艺优化
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本文作者：吴金涛作者单位：国电英力特能源化工集团股份有限公司
我国大部分制盐企业采用多效蒸发工艺，提高蒸发的热经济性、降低能源消耗一直是制盐企业关心的问题。多年来，部分制盐企业在制盐系统多效加热室的设计和生产管理中，对末效加热室排水问题重视不够，造成部分企业投产后面临装置不能达产、生产频繁出现不正常的现象，严重影响了多效蒸发制盐工艺优越性及效益的发挥。
1多效蒸发制盐末效加热室排水不畅对生产的影响
1．1末效加热室排水不畅直接影响末效加热室的传热和项目达产
在蒸发设备运行中，末效加热室排水不畅时，积存在加热室下部的冷凝水会占据部分蒸汽空间，使有效传热面积显著减小，传递的热量减小，使本效蒸发强度下降，降低整个设备的生产能力。严格地说冷凝水与管内料液也在进行换热，但因传热系数只有蒸汽与料液换热时K值的十分之一左右，而且有效温度差随着传热过程进行越来越小，因此其传热速率是微不足道的。对于一定的料液，在加热室型号、材质、蒸汽品质一定的条件下，各效传热系数K、有效温差△t、传热面积F是一定值［1］。对于多效蒸发系统，传热量为:（公式略）。由上式看出:当末效加热室排水不畅时，末效加热室有效传热面积Fn减小，末效传热量Qn下降，上一效产生的二次蒸汽量Wn－1减小，导致该效的传热量Qn－1减小，△tn也必然下降。各效传热量下降，总蒸发水量下降，台时产量降低，影响项目顺利达产。
1．2末效加热室排水不畅直接影响多效蒸发系统压力的稳定
多效蒸发制盐末效加热室的操作通常为负压操作，末效加热室排水不畅、传热不良使得前效加热室的料液温度上升，导致加热室及冷凝水泵的密封性能降低，严重影响到各效加热室压力的稳定性和系统的安全性。国内近年来曾经发生过加热室超压引起加热室、泵爆炸的事故，由于蒸发系统压力频繁波动给生产造成影响的案例更是屡见不鲜。
1．3末效加热室排水不畅直接影响到冷凝水泵的效率和寿命
随着蒸汽在各效加热室之间的不断传热，末效加热室壳程会有大量的二次蒸汽、冷凝水及不凝气存在，采用传统的冷凝水排出装置，势必会造成冷凝水泵频繁出现不正常。其中汽蚀对泵的效率和寿命的影响尤为严重。
2多效蒸发制盐末效加热室排水不畅产生原因分析
真空制盐多效蒸发系统是一个双向动力推动系统，一方面由首效的正压蒸汽推动，系统压力在逐级降低;另一方面，在系统末端有抽真空系统，末效加热室是负压工作状态。理论上不存在末效加热室排水不畅的问题，但由于国内部分制盐企业在投资建设多效蒸发制盐车间时，对工艺先行的设计理念重视不够，设计人员对末效加热室底部与冷凝水桶内液位高差、冷凝水桶及配管设计不重视或未加严谨考虑，造成真空制盐末效加热室排水不畅，降低了产品的效益。设计时为降低厂房在建设投资中所占比重，设计人员会考虑降低厂房的建设高度和加热室的安装高度来达到控制工程造价的目标，忽视末效加热室冷凝水出口至冷凝水泵的进口位差对冷凝水泵运行的影响，造成泵的效率下降，致使末效加热室积水。冷凝水桶及配管直径设计值偏小、配管安装位置不合适及结构不合理都会增加冷凝水排放阻力，致使末效加热室积水。
3多效蒸发制盐末效加热室冷凝水排放不畅改进方案
3．1改进前末效加热室冷凝水排放工艺
改进前，部分制盐企业末效加热室冷凝水排放采用平衡式冷凝水桶装置，末效加热室中积聚的冷凝水借重力自流到冷凝水桶，由冷凝水泵排出系统，工艺流程示意见图1。该工艺具有工艺简单，操作方便的优点。但由于设计时对末效加热室下花板与冷凝水桶控制液位高差考虑不严谨［2］，且生产过程中蒸汽压力的不断波动，生产中容易出现末效加热室积水及冷凝水泵汽蚀、气缚现象。
3．2改进后末效加热室冷凝水排放工艺
改进后，末效加热室冷凝水排放采用液封式冷凝水桶与水喷射器组合装置，末效加热室中积聚的冷凝水及不凝气经水喷射器进入到冷凝水水封桶;冷凝水水封桶中部安装隔板，隔板一侧为液封部分，当液面高于隔板时即自动流入储水部分，冷凝水泵由储水部分直接抽取冷凝水至水喷射器，水封桶中多余的冷凝水溢流排出系统，工艺流程示意见图2。
该工艺具有如下优越性:(1)水喷射器在加热室冷凝水排出管局部形成的较高负压，可以增加冷凝水在管内的流动压差，提高了冷凝水流速;解决了末效加热室下花板与冷凝水水桶内控制液位高差不够造成冷凝水排放不畅的问题［2］。(2)缩短了处于负压运行的冷凝水管的长度、减少了其管道附件可以有效解决冷凝水排出系统泄露造成空气进入末效加热室，破坏负压的问题。(3)可同时抽出末效加热室中的不凝气，提高了加热室传热效率，稳定提高了加热室真空度。(4)减轻了原冷凝水排放方式高负压的冷凝水对冷凝水泵的叶轮、泵壳的汽蚀。(5)克服了不凝气对冷凝水泵气缚造成真空度波动，影响生产平稳进行。
由于加热室是多效蒸发制盐系统的重要设备，对于已投入运行的制盐企业，对已运行的加热室、冷凝水桶、配管直径及其冷凝水接管结构的改造均存在较大的限制，本文对此不作进一步讨论。
4结论
为避免真空制盐末效加热室冷凝水排放不畅对项目投产后的正常生产造成影响，在设计中应予以重视。对于已建成投产的多效蒸发制盐企业，如果出现末效加热室冷凝水排放不畅，应及时进行解决。本文提出的末效加热室冷凝水排放不畅改进方案仅供参考。
