制鹽冷凝水回用設計思路

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本文作者：朱向光 單位：中鹽舞陽鹽化有限公司

1（略）

企業開展節能減排工作，主要是改進工藝控制、提高設備效能，實現高產出低消耗低排放，包括廢水、廢氣、廢渣等各排放物量的控制。

2問題提出

中鹽舞陽鹽化有限公司60萬t真空制鹽技改項目正在實施，在制鹽工藝設計中，作為一項重要的熱能循環交換介質－冷凝水可謂是得到了充分利用(如圖1)。

圖1中，干燥系統產生的冷凝水和制鹽Ⅰ效冷凝水在Ⅰ效平衡水桶內混合，經冷凝泵P211加壓后，首先通過依次串聯的6組列管預熱器HE211預熱本效用鹵水，然后再流向4組兩兩并聯的列管預熱器HE207，預熱從板式預熱器HE206預熱后過來的混合鹵水，最后經由電導率儀進行水質分析檢測，合格的Ⅰ效冷凝水收集在制鹽儲水罐T201中，不合格水排放到廢水罐T404中。收集在T201中的混合冷凝水作為鍋爐用水，稱為“回水”。

Ⅱ效冷凝水是Ⅰ效二次蒸汽經Ⅱ效加熱室HE202及Ⅰ效用鹵預熱器HE210熱交換后產生的，由于料液特性及蒸發沸騰環境條件因素，其產生的二次蒸汽中會產生霧沫夾帶料液現象，如不經處理，其凝結產生的冷凝水水質可能會超過鍋爐用水的標準，所以Ⅰ效二次蒸汽一般都是要經過一級旋風分離后再加上一級折流板式除沫器SP201進行雜質分離，以清除Ⅰ效二次蒸汽中夾帶的料液霧沫等雜質，保證處理后的Ⅱ效冷凝水水質能達到鍋爐用水水質要求。

從圖1中的Ⅱ效冷凝水工藝流程上我們可以看到，Ⅰ效二次蒸汽經凈化后，經Ⅰ效用鹵預熱器HE210和Ⅱ效加熱室HE202熱交換后產生的冷凝水是分兩路走的，一路和Ⅰ效冷凝水一樣，通過水質檢測，合格冷凝水入制鹽混合冷凝水桶T201，不合格冷凝水排放到廢水罐T404，另外一路則是順排到Ⅲ效、Ⅳ效、Ⅴ效冷凝水桶VP203、VP204、VP205進行閃發，多級順序閃發后的混合冷凝水通過Ⅴ效冷凝水桶進入板式預熱器HE206，預熱完混合鹵水后排放到廢水罐T404中。

設計中的這套冷凝水工藝是沒有問題的，但是從Ⅱ效冷凝水桶VP202出來，經冷凝泵P212加壓外出分流的節點上，感覺在系統控制方式方面還是有待商榷的。主要表現在，從Ⅱ效冷凝水桶VP202水位控制用調節閥LV207出來的冷凝水，其分流到Ⅲ效冷凝桶VP203和混合冷凝水罐T201之間管道上的閥門均為手動控制，那么我們這就提出了這樣一個問題，既然Ⅱ效冷凝水向下一道工序行走時，是分流到兩個支路上的，那么分流的量是如何控制的?如何讓人工操作去把握好這個“度”?這是值得思考的問題。既然需要分流，那么可以將此控制方式加以改進，直接設計為依據系統用水需求自動控制分流量，杜絕人的因素，提高系統自動化程度，解放出寶貴的人力資源。

3設計思想

在熱電聯產真空制鹽系統中，冷凝水作為鍋爐用水回收利用，存在一個“量”和“質”的問題，那就是單用Ⅰ效冷凝水不夠用，Ⅰ、Ⅱ效冷凝水加起來，鍋爐又用不了，由于水質因素，一般廠家的選擇是以Ⅰ效冷凝水為主，Ⅱ效冷凝水為輔的使用方法，這樣既能保證水質，也能保證鍋爐用水的量。

如何充分利用Ⅱ效冷凝水，達到既能滿足鍋爐正常運行，又不浪費多余Ⅱ效冷凝水的目的，這就是我們要考慮的課題。

在Ⅱ效冷凝水回收利用上，提出的設計思想和控制理念是:鍋爐優先、兼顧儲備、多余順效閃發。圖2是按上述思想設計的一種控制方案示意圖。

在鍋爐第一次啟動時，由于沒有連續補給的“回水”，必須要有事先預制好的充足儲備用水，儲備用水的量以制鹽系統正常運行，至其能夠提供合格且足夠的冷凝水這個時間段來計算，一般4h鍋爐運行儲備水量即可(有的企業按48h儲備用水)，4h內制鹽系統的Ⅱ效冷凝水已達到鍋爐用水要求。鍋爐第一次啟動用水，靠預制軟水設備提供。可采用小容量制備設備，提前預制的方法，制備充足的鍋爐用水，保證第一次開車時鍋爐用水和“回水”替補、儲備的銜接。

在真空制鹽系統正常運行時，大量的Ⅰ效、Ⅱ效混合冷凝水(大約160t/h)源源不斷的提供給鍋爐和儲備水罐，可以在保證鍋爐正常運行的前提下，有足夠余量的Ⅰ效、Ⅱ效混合冷凝水補充到鍋爐儲備用水罐里，一般不需太長時間就可將鍋爐儲備用水罐加滿，以作為鍋爐下次啟動和臨時鍋爐應急用水。

軟水制備設備的規模和鍋爐儲備用水罐的大小，可根據實際情況設置，初次啟動或臨時應急使用，兩者可同時啟動，合理配置可以既能保證鍋爐用水的充分安全，又不浪費占用過多資金。

在鍋爐和真空制鹽系統正常運行，回水合格后，鍋爐用水就要進行水源切換，那就是把鍋爐用水從備用水源切換到回水供給狀態，優先使用溫度較高的冷凝水，同時，多余的混合冷凝水及時補充給鍋爐儲備用水罐，鍋爐儲備用水罐加滿后，系統自動切換到鍋爐水位信號調控狀態，即利用鍋爐除氧器的水位信號來調整混合冷凝水的流量。此時，由于混合冷凝水的需求量大幅下降，只需Ⅰ效平衡桶那一路的全部冷凝水和Ⅱ效小部分冷凝水即可滿足鍋爐用水需求，Ⅱ效多余的冷凝水可通過相應管道依次流經Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ效平衡冷凝水桶進行閃發，最后匯集在Ⅴ效冷凝水桶末端，通過板式預熱器預熱混合鹵水。

4方案的實現

在以上的論述中，我們已經了解到在鍋爐運行的各個階段，混合冷凝水的使用和控制情況，這里我們用一個方框圖來進一步說明一下各階段、各個時期，混合冷凝水的控制狀態，借以說明控制系統實現的方案(如圖2)。

圖2和圖1相比，在Ⅱ效冷凝水分流到VP203和T201的節點上，增加了一臺電動三通調節閥LV208，該調節閥的動作受控于T201的液位信號。具體動作模式是:在T201給定的液位上，電動三通調節閥LV208調整在合適的位置，分流出部分Ⅱ效冷凝水到制鹽臨時混合冷凝水罐T201，在T201液位有下降趨勢時，三通調節閥分流到T201的支流開大;在T201液位有上升趨勢時，三通調節閥分流到T201的支流開小。在Ⅱ效冷凝水水質不合格時，電導率儀控制的三通閥旁路打開，排掉不合格的冷凝水。為確保系統能正常工作，電導率儀報警信號也控制分流電動三通調節閥LV208，使其在冷凝水水質不合格的報警狀態下，保持一定的分流量，既能滿足水質連續檢測，又能使Ⅱ效冷凝水順排到Ⅲ效平衡桶，使其在以后幾效平衡桶中閃發，以充分利用熱能。當然，為將Ⅱ效不合格冷凝水快速外排，也可以采用相應的控制模式來實現其快速外排。

在Ⅱ效冷凝水不合格外排過程中，利用電導率儀報警信號控制分流三通電動調節閥LV208的目的，主要是防止來自T201液位信號的干擾，保障水質檢測的持續進行，避免因檢測斷水而產生控制震蕩現象。

由于T201的液位直接受到鍋爐回水流量的影響，所以可以利用T201的液位控制LV208的開度，借以實現調節Ⅱ效冷凝水的分流量。實際上，Ⅱ效冷凝水的分流量經由P213的流量來間接傳遞，等效受控于鍋爐用水量或鍋爐用水和儲備水罐液位信號控制。

正常情況下，鍋爐儲備水罐有要水信號，則P213會全速運行，將T201的混合冷凝水以最大流量向鍋爐車間供應，P213的全速運行帶動T201產生下降變化趨勢液位信號，此信號會反饋到上級節點上的分流調節三通閥LV208，開大供給T201的冷凝水量;當鍋爐儲備用水罐水滿時，需求信號結束，在鍋爐車間冷凝水分流節點上的三通調節閥LV209關閉儲備水罐側支流，流向除氧器的一路全通，P213受控于除氧器的液位信號，開始隨除氧器液位調節信號即需水量，來調節P213自身的轉速，這時P213的轉速與鍋爐需水量成正比，進而影響VP202分流節點三通調節閥LV208的開度比例，將多余Ⅱ效冷凝水通過自然順流渠道流向VP203等進行閃發再利用。

這里，鍋爐儲備用水罐提供的信號可以是開關信號，它分配一路和除氧器液位信號復合控制P213轉速，它的開和關兩種信號決定了P213的全速和變速狀態，在儲備水罐水滿時，它提供的關信號將P213轉速交由除氧器液位信號單獨控制，一旦儲備用水罐水位不足，它馬上發出開信號，與除氧器液位信號復合控制P213全速運轉，同時配合除氧器的液位信號控制鍋爐車間內部冷凝水分流節點上的三通閥LV209，調整三通調節閥的分流比例，實現“鍋爐優先、兼顧儲備”的功能。

上述控制過程可通過硬件連接實現，也可以通過DCS系統實現，用DCS系統實現更為便捷，但要考慮系統的可靠性，制定應急程序，確保在任何情況下，系統能可靠獨立的運行。

5簡潔方案

上述方案比較復雜，控制實現難度也稍大，但投入和運行費用較低，也算是一種方案，主要是看鍋爐給水管道工藝流程是如何設計的，以便采用不同的控制方案。這里再介紹另外一種更為簡潔的控制方案(如圖3)。圖3的控制方案容易理解，它采用類似“倒骨牌”效應的順序控制模式，最后一級的用水信號———鍋爐上鍋筒水位信號，依次影響除氧器水位、鍋爐儲備用水罐液位、制鹽臨時混合儲水罐T201液位，進而影響到Ⅱ效冷凝水分流閥LV208控制的分流量，實現Ⅱ效冷凝水應用上的“鍋爐優先、兼顧儲備、多余順效閃發”控制理念，達到綜合利用之目的。

6結束語

作為一個企業，節能減排要做的工作還很多，我們必須下大功夫，發現一處處理一處，從一點一滴做起，把環保工作、節能降耗工作落實到實處，企業的效益就會得到進一步的提高，環境也會得到進一步的美化。