隔膜法燒堿蒸發(fā)系統(tǒng)的技術(shù)改造

隔膜法燒堿蒸發(fā)系統(tǒng)的技術(shù)改造

氯堿行業(yè)是一個新興的行業(yè)。蒸汽消耗占絕緣技術(shù)的15%30%。隨著市場競爭日益激烈,能源價格不斷上漲,生產(chǎn)成本日益增加。為此,通過技術(shù)改造,達到節(jié)能降耗、提高能源利用率、降低產(chǎn)品成本,成為企業(yè)在新形式下持續(xù)發(fā)展的重要目標(biāo)。自貢鴻鶴化工股份有限公司氯堿廠(以下簡稱“自貢鴻化”)隔膜法燒堿蒸發(fā)裝置生產(chǎn)能力為10.5萬t/a,分為老蒸發(fā)系統(tǒng)A和新蒸發(fā)系統(tǒng)B、C。其中A蒸發(fā)系統(tǒng)采用三效五體二段順流工藝,B、C蒸發(fā)系統(tǒng)采用三效順流強制循環(huán)工藝。為了充分挖掘裝置潛力,降低蒸汽消耗,有效平衡生產(chǎn),自貢鴻化于2005—2006年利用停產(chǎn)大修之際對蒸發(fā)系統(tǒng)進行了改造,將B、C蒸發(fā)系統(tǒng)的偏心阻汽排水器改造為自動控制的汽水分離器,經(jīng)多次調(diào)試和解決設(shè)備運行中存在的問題,目前運行正常,減少了蒸汽流失,提高了能源利用率,增加了企業(yè)經(jīng)濟效益。1原始工藝和問題1.1效蒸發(fā)器加熱室冷凝水流程圖如圖1所示。B、C蒸發(fā)系統(tǒng)采用三效順流強制循環(huán)工藝,生蒸汽經(jīng)汽水分離器分離后進入Ⅰ效蒸發(fā)器加熱室,Ⅰ效蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽進入Ⅱ效蒸發(fā)器加熱室,Ⅱ效蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽進入Ⅲ效蒸發(fā)器加熱室,Ⅲ效蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)堿沫捕集器進入大氣冷凝器冷凝為水。Ⅰ效蒸發(fā)器加熱室產(chǎn)生的冷凝水經(jīng)偏心阻汽排水器,通過螺旋板式換熱器與堿液換熱后到1#冷凝水貯槽,由熱電廠回收;Ⅱ效蒸發(fā)器加熱室產(chǎn)生的冷凝水經(jīng)偏心阻汽排水器,通過螺旋板式換熱器與堿液換熱后到2#冷凝水貯槽;Ⅲ效蒸發(fā)器加熱室產(chǎn)生的冷凝水經(jīng)偏心阻汽排水器到2#冷凝水貯槽。1.2分散劑的使用改造前B、C蒸發(fā)系統(tǒng)采用的是偏心阻汽排水器,其直徑為420mm、壁厚為10mm、高為1153mm、體積為0.1m3,采用Q235-A材質(zhì)。偏心阻汽排水器是浮球式的球桶容器,當(dāng)設(shè)備或管道中的蒸汽逐漸充滿球桶時,冷凝水不斷積存,浮球上升,隨即排出冷凝水,同時浮球逐漸下落,從而使浮球和容器底部緊密相連,停止排出冷凝水,阻止蒸汽外逸。使用偏心阻汽排水器存在的問題:浮球與球桶的密封性能不好,阻汽效果差;浮球容易被球桶底部的隔板卡死,不能起到液封的作用,導(dǎo)致蒸汽外逸;隨著B、C蒸發(fā)系統(tǒng)生產(chǎn)能力的不斷提高,蒸發(fā)器加熱室產(chǎn)生的冷凝水增多,偏心阻汽排水器容積較小,經(jīng)常使產(chǎn)生的冷凝水無法及時排出,操作人員只好長期打開旁通閥增加冷凝水的排出量,增大了蒸汽的流失量,蒸汽消耗不斷上升。2改造2.1水泵分離器取消原Ⅰ效、Ⅱ效的偏心阻汽排水器,改為自動控制的汽水分離器,通過液位自動調(diào)節(jié),將冷凝水液位控制在一定范圍,達到阻汽排水的作用。(1)b和c蒸發(fā)系統(tǒng)安裝了直徑為1000的兩組裝置mm、壁厚為12mm、高為1704mm、體積為1.0m3、材質(zhì)為20R鋼的汽水分離器代替偏心阻汽排水器。(2)dn和v型冷凝水裝置的冷凝水管道安裝了dn100調(diào)節(jié)閥和1臺DN50手動調(diào)節(jié)閥,自動調(diào)節(jié)汽水分離器的液位。2.2處理工藝設(shè)計到2#冷凝水貯槽Ⅰ效蒸發(fā)器加熱室產(chǎn)生的冷凝水經(jīng)汽水分離器預(yù)熱進螺旋板式換熱器的堿液后到1#冷凝水貯槽;Ⅱ效蒸發(fā)器加熱室產(chǎn)生的冷凝水經(jīng)汽水分離器預(yù)熱進螺旋板式換熱器的堿液后到2#冷凝水貯槽;Ⅲ效蒸發(fā)器加熱室產(chǎn)生的冷凝水經(jīng)偏心阻汽排水器到2#冷凝水貯槽。設(shè)備或管道中的蒸汽和冷凝水進入汽水分離器,逐漸充滿整個容器,冷凝水不斷沉積,汽水分離器內(nèi)有一定液位。設(shè)定汽水分離器液位的20%為界限,當(dāng)冷凝水達到20%以上,自動調(diào)節(jié)閥就會逐漸開啟閥門排出底部冷凝水。液位越高,調(diào)節(jié)閥開度越大。隨著冷凝水的不斷排出,液位不斷下降,調(diào)節(jié)閥的開度也逐漸變小,當(dāng)液位低于20%后,自動調(diào)節(jié)閥關(guān)閉,停止排水,從而起到阻汽排水的作用。同時,由于汽水分離器內(nèi)壓力降低,使得較高壓力下的飽和水蒸氣從冷凝水中逸出,形成閃蒸汽,回到下一效的蒸汽管中再次進入蒸發(fā)器加熱室,起到了蒸汽回收再利用的作用,節(jié)約了大量蒸汽,降低了蒸汽消耗。改造后的蒸汽冷凝水流程圖見圖2所示。3運營效果和改進措施3.1旁通閥蒸汽流失嚴(yán)重采用汽水分離器后,蒸發(fā)系統(tǒng)蒸汽消耗有所下降。但蒸發(fā)器加熱室相繼出現(xiàn)嚴(yán)重泄漏,系統(tǒng)在初開車時汽水分離器內(nèi)冷凝水帶有大量堿液而排放不暢。為了能及時排出帶堿的冷凝水,只能打開旁通閥增加排水量。開車正常后,操作人員常常忘記關(guān)閉旁通閥,蒸汽的流失問題沒有得到徹底解決。冷凝水長期含堿使自動調(diào)節(jié)閥失靈,B系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)卡阻,無法全開,C系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥不能處于自動狀態(tài),汽水分離器內(nèi)液位無法自動調(diào)節(jié)。3.2c系統(tǒng)和發(fā)揮調(diào)節(jié)作用的控制(1)針對蒸發(fā)器加熱室嚴(yán)重泄漏的情況,分別更換了4個加熱室,初開車時冷凝水排放不暢的問題得到了解決。(2)B系統(tǒng)更換了調(diào)節(jié)閥,檢查、解決了C系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥信號傳輸問題,并校正了汽水分離器的液位計。(3)經(jīng)過反復(fù)調(diào)節(jié),最終把汽水分離器內(nèi)冷凝水控制在一定液位。同時規(guī)定在操作運行過程中,操作人員隨時注意汽水分離器液位,在正常情況下嚴(yán)禁打開旁通閥排水,若出現(xiàn)液位異常,立即報告班長。實現(xiàn)了汽水分離器的自動調(diào)節(jié),達到了阻汽排水的作用。4蒸發(fā)系統(tǒng)t/t技術(shù)改造前與改造后的運行記錄數(shù)據(jù)與計算得到的噸堿蒸汽消耗見表1、表2。(1)從表1、表2可以看出,汽水分離器正常投運后,蒸汽消耗平均下降4.042-3.863≈0.18(t/t),A蒸發(fā)系統(tǒng)與B、C蒸發(fā)系統(tǒng)全年產(chǎn)量按4∶6.5,蒸汽價格按86.5元/t計,可增加效益0.18×6.5萬×86.5=101.2萬(元)。(2)采用DCS控制