您的当前位置：首页正文

造纸机干燥部喷射热泵供汽及密闭式冷凝水回收技术

来源：六九路网

・设备使用・

造纸机干燥部喷射热泵供汽及密闭式冷凝水回收技术

张国顺　马海量　杨　海　中国造纸开发保定设计公司　(071000)

　　中国造纸业的能耗和污染非常大,可喜的是,我国目前已经兴起一股开发和利用节能与环保设备的热潮。在国内这种形式的影响下,中国造纸开发保定设计公司节能环保室与保定中通泵业有限公司联合开发造纸机干燥部喷射热泵供汽及密闭式冷凝水回收技术。

造纸机干燥部运行情况包括通蒸汽和冷凝水回收,它们是统一不可分割的整体。长期以来,冷凝水的回收利用率很低,一般平均水平不到30%,有的中小型企业的回收率不到5%,还有的甚至全部排入下水道,造成大量浪费。

1　纸机干燥系统介绍

112　老式多段通汽及密闭式冷凝水回收系

统

此种方式较前一种通汽效果有明显的改善,但也存在一些问题,归纳如下:

①没有充分利用二次蒸汽和过流蒸汽造成能源在系统内循环而利用率低。

②对仪表的依赖性大。

③疏水阻汽主要依靠疏水器来完成,而疏水器的使用寿命一般为8000h。

④造纸机用汽压力一般为0.3MPa以内,而锅炉房供汽压力一般在0.8～1.0MPa之间,强制性用节水阀将高品位蒸汽降压,造成能源浪费。

113　喷射热泵供汽及密闭式冷凝水回收系

一般多缸纸机干燥系统有三种通汽干燥方式:

111　老式多段通汽及开放式冷凝水回收系

统

喷射热泵供汽是一种最理想的干燥系统,因为:

①热泵是应用其本身压缩膨胀的原理利

用高品位蒸汽将低品位蒸汽(如二次蒸汽)带走混合后供用户(如烘缸)使用。

②对于纸机烘缸来说,高品位蒸汽通过热泵不仅可带走二次蒸汽,同时也把从疏水器漏过来的过流蒸汽一并带走,此点相当重要,可使烘缸疏水的阻力大大降低,有时可以采用敞开式疏水,可想而知烘缸的疏水是畅通无阻的,喷射热泵的这一大优点是其他通气方式无法比拟的。

③喷射热泵供汽系统的压力参数是由热泵本身控制的,而仪表只起辅助作用,是实现自动化操作的工具。即使某个仪表出现了故障,纸机照常可以运转。

—35

—

统。

这种通汽方式效果不好,存在许多问题,归纳起来有如下几点:

①对仪表依赖性大,一旦仪表出现故障,整个系统平衡即被打破,纸机无法正常生产。

②烘缸排水不畅,造成传动负荷大,传热效率低。

③多段通汽各段之间以及烘缸与汽水分离器之间的压差难以保证,经常出现串气现象。

④由于种种原因造成能源浪费,比如跑冒滴漏,二次蒸汽利用率低,传热效率低等。

收稿日期:2001-08-30

　2001年　第4期　　　　　　《黑　龙　江　造　纸》　　　　　　　　　　　　　　④喷射热泵系统设置了不凝气系统排除装置,或间断或连续使用,保证烘缸的传热效率。

⑤节能显著(节能20～30%)

纸机干燥部节能有三条途径:一是充分利用蒸汽及冷凝水的热能,最直观的是二次蒸汽,其量约为60kg汽/吨冷凝水;二是回收从疏水器漏出的饱和蒸汽。所谓疏水器,即疏水阻汽,这是理想状态,而实际上疏出的不但有冷凝水,而且还有过流蒸汽,其量为70～150kg汽/吨冷凝水;不管是浮球式疏水器、热动力疏水器还是孔板式疏水器都有同样的特点,只是过流蒸汽量多少的问题;三是密闭式回收冷凝水,冷凝水由热水泵送入锅炉房供锅炉供水用,有几点好处:a、提高锅炉的给水温度,可降低煤耗;b、减少锅炉软化水处理量;c、锅炉给水温度高,有助于稳定蒸汽压力。

总之,冷凝水回用后可降低吨纸成本。2　烘缸疏水状态分析烘缸内疏水结构一般有两种虹吸管:一种是固定式虹吸管,适用于低速纸机烘缸用汽(以250m/min为限),另一种是活动式虹吸管,运用于高速纸机。最近有一种新型的虹吸管,是在固定虹吸管的基础上在烘缸内安装扰流棒,其目的是破坏烘缸内表形成的

水环,避免传热率下降。不管是何种虹吸管结构,疏水通畅的核心是保持烘缸内外的压差,准确地讲,就是保持烘缸内汽压大于汽水分离器内的汽压,压差保持在0.03MPa～0.1MPa之间,疏水完全没有问题。

3　喷射热泵供汽及密闭式冷凝水回收系统3.1　工艺方案

下面以河北省某造纸厂老纸机1760/250长网多缸文化纸机改造为例(烘缸28个,毯缸10个),介绍热泵通汽系统(参见系统图)。

本通汽方式采用三级闪蒸、五组热泵系统,并配有真空系统装置和换热(或冷凝)装置:

(1)一级闪蒸:由Ia段烘缸和前六个毯缸排出的较高压力的冷凝水,在汽水分离器101内进行一级闪蒸,产生二次蒸汽经过热泵104和105与新蒸汽混合,供给前六个毯缸和Ia段烘缸用汽。由汽水分离器101排出的冷凝水进入汽水分离器102内进行二级闪蒸。

(2)二级闪蒸:由后四个毯缸、Ⅱ段烘缸和Ib段烘缸及汽水分离器101排出的冷凝水进入汽水分离器102内进行二级闪蒸,所产生的二次蒸汽经热泵106和107与新蒸汽混合,供给后四个毯缸、Ⅱ段烘缸和Ib段烘

干燥部喷射热泵供汽及密闭式冷凝水回收系统图

—36—

造纸机干燥部喷射热泵供汽及密闭式冷凝水回收技术

缸用汽。同样汽水分离器102所排出的冷凝进入汽水分离器103内进行三级闪蒸。

(3)三级闪蒸:由Ⅲ段烘缸及汽水分离器102排出的冷凝水,在汽水分离器103内继

表3　改造前老式通汽蒸汽消耗量(t汽/t纸)

月产量

600700800900

冬季月耗冬季单耗夏季月耗夏季单耗

3732416543364590

6.225.955.425.10

3480382240964410

5.805.465.124.90

续闪蒸,所产生的二次蒸汽经热泵108与新蒸汽混合供给Ⅲ段烘缸用汽,汽水分离器103内冷凝水最后直接排回锅炉房。

(4)真空泵:主要用来排除系统内的不凝气体和消除假压。312　技术参数

(1)纸机设计车速250m/min;工作车速200m/min;

(2)蒸汽总管压力P≥0.6MPa;(3)净纸宽1760mm;

(4)纸页定量40～80g/m2;以60g/m2计算;

(5)产量:30t/d;

(6)每天工作时数:22.5h;(7)产品种类:双胶纸;(8)烘缸直径:1500mm;

313　热泵通汽方式与老式通汽方式通汽压

表4　改造后热泵通汽蒸汽消耗量(t汽/t纸)

月产量

600700800900

冬季月耗冬季单耗夏季月耗夏季单耗

2538259727602709

4.233.713.453.01

2382249926562664

3.973.573.322.96

　　从以上表可以看出,上述两种通汽方式

通汽压力差别很大,究其原因,主要是烘缸冷凝水疏水不畅,传热效率低;同时为了疏水不得不增大压力,这就不可避免地浪费蒸汽,使吨纸成本上升。314　自控仪表

热泵通汽系统采用DCS控制系统来控制成纸水份。

31411　各段烘缸供汽压力及供汽量

力对比

为了检验本通汽系统的适应能力,特意生产四种定量的文化用纸,即52g/m2、65g/m2、70g/m2、80g/m2。

表1　改造前老式通汽压力(MPa)

段数

定量,g/m2

650.050.140.20

700.070.200.30

800.120.250.40

通过控制各热泵的工作蒸汽调节阀的开

度来调节热泵的供汽压力和供汽量,满足各段烘缸用汽的需求,通过调节热泵开度来适应改变纸种和定量的需要。31412　液位控制

备　注车速200m/min车速200m/min车速200m/min

ⅢⅡⅠ

0.050.100.16

表2　改造后热泵通汽压力(MPa)

段数

汽水分离器的液位将采用机械式控制,有两点好处:一是节约成本,二是维修量几乎为零,而效果一点不差。冷凝水罐的液位控制大体有三种方法:一是浮球式液位控制器,控制液位高低两点,水泵起动次数较多;二是采用仪表液位控制系统;三是采用变频调速电机控制冷凝水泵的流量。后者造价较高。31413　真空系统的连锁与控制

一是全手动调节;

(下转第43页)

—37

—

定量,g/m2

650.040.070.10

700.050.120.16

800.070.150.25

备　注车速200m/min车速200m/min车速200m/min

ⅢⅡⅠ

0.030.070.11

活性污泥法的培养驯化及注意事项

值低于6时细菌与真菌竞争,当真菌占优势时,严重影响二沉池分离效果。pH值超过9时,细菌代谢速度受到阻碍,处理效率显著下降。因此在培养初期,进水要严格控制pH值范围。但是活性污泥能转化一些有机物为酸,使生化池内pH下降,在驯化后期进水pH值达到9～10,而生化池内的pH值却能保持在7.09～7.95之间,说明对于碱性废水,生化反应可以起到缓冲的作用。2.4　污泥浓度悬浮物是细菌附着的载体,进水悬浮物ss太低,细菌无处附着,生化池不能形成活性污泥。因此培菌初期进水悬浮物浓度要大一些,可使进水不通过初沉池沉淀,直接进入生化池内,使生化池达到一定的污泥浓度。我公司设计污泥浓度3～4g/L,调试中污泥浓

度达2～3g/L即可。2.5　单元体积设计

我公司单个生化池体积10000m3,由于池体过于庞大,在培养活性污泥的过程中,不能按常规方法和按比例加入粪便水、生活水,使培菌不宜操作。同时不能尽早换水留泥,也不能及时回流和使微生物的代谢物及时排出,从而延长了污泥的成熟时间,加大了培养驯化工作难度。笔者认为生化池单池体积在5000m3以下较适合。

2.6　活性污泥成熟后,要继续控制好各种条

件,来提高其吸附性、沉降性、浓缩性和氧化分解能力,使其达到良好的状态。

参考文献

1　史家梁.废水生化处理.上海:同济大学出版社,19992　佟玉衡.实用废水处理技术.北京:化学工业出版社,1998

(上接第37页)

　　二是半自动调节,控制冷凝水罐的真空度采用仪表控制,控制汽水分离器的假压由

手动调节。所谓假压是指汽水分离器内罐顶温度与压力不对应。

三是全自动控制,所有的控制点都在微机和操作柜上操作。

3.4.4　就地仪表设置

(1)压力显示:蒸汽干管、分汽缸、各个热

(1)节能显著(节能20%～30%)。

(2)消除烘缸排水不畅,排除系统内不凝

性气体,保证系统传热效率,确保烘缸整体干燥曲线,同时减轻干燥部传动负荷。

(3)因为喷射热泵是以各段为单元供汽的,呈相对独立状态,不互相串汽。

(4)操作方便。

(5)密闭式冷凝水回收,减少软化水的处理量,延长锅炉使用寿命。

(6)调节热泵开度以适应纸种和定量的变化。3.6　结论喷射热泵通汽技术是造纸机干燥部多段通汽的最佳选择,从上面的讨论可知,在纸机通汽压力如此低,各段之间以及烘缸与汽水分离器之间压差很小的情况下,整个系统疏水非常顺利,确实是一种令人高兴的事情,造纸机干燥部老大难的问题将成为历史。

关键词　喷射热泵　多段通气　密闭式冷凝水回收

—43

—

泵进出口主管、汽水分离器、进纸机烘缸各蒸汽支管、有代表性烘缸回水支管、蒸汽冷凝水干管、冷凝水罐、冷凝水泵出口需设置就地压力表。

(2)温度显示:新蒸汽温度、汽水分离器上部、冷凝水罐下部需设置就地温度表。(3)液位显示:各汽水分离器、冷凝水罐设液位指示。

(4)流量测量:新蒸汽流量瞬时及累积值设就地指示。3.5　使用效果

因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容

查看全文