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分效預熱就是抽出各效部分二次蒸汽預熱鹵水,預熱后鹵水進入本效及前效,使部分二次蒸汽多利用一次或數(shù)次,其本質是熱量前移。該技術可大幅度提高熱效率、降低能耗已成共識,眾多新建裝置由于采用了鹵水凈化,紛紛采用此工藝,效果良好。而許多老裝置采用鹵水預熱,雖幾起幾落卻鮮見成功,以致許多廠家棄用。實則因鹵水未凈化,換熱器極易結垢且不易處理,導致?lián)Q熱器不能正常使用甚至不能使用。由于鹵水凈化投資較大,運行成本較高,面臨產品優(yōu)質不一定優(yōu)價的現(xiàn)狀,許多廠家仍然采用傳統(tǒng)的洗鹽工藝,不能應用此節(jié)能技術殊為可惜。解決問題的關鍵是防垢除垢,目前,工業(yè)上采用的防垢方法可分為化學法和物理法,在鹽行業(yè)較適用的方法總結如下:(1)阻垢劑:在鹽硝聯(lián)產裝置中應用較多,好的阻垢劑對于預防碳酸鹽等垢質的形成效果較佳,但由于成本較高,一般企業(yè)應用不多。(2)三相流防垢:三相流技術是鹽行業(yè)唯一獲工信部推廣應用的節(jié)能技術,其機理是在流體中人為地添加一定量的固體顆粒,通過顆粒之間及顆粒與管壁的碰撞,干擾結垢物質的附著,或將初形成的松軟的垢層撞落并隨水流沖走,不僅能防垢,還能提高傳熱速率。(3)磁場防垢:其防垢機理是當鹵水通過一定強度的磁場后,其中所含雜質的物理結構發(fā)生變化,水的偶極分子發(fā)生定向極化,造成氫鍵的歪曲和局部的折裂,原來締合成鏈狀的大分子,斷裂成單個小分子,晶格細化,且從原來的針狀結晶變?yōu)榱罱Y晶,并被單個水分子包圍,相互粘附與聚集特性受到破壞,形成松軟的淤泥狀物并隨水流沖走,最適宜熱交換器的防垢。磁場防垢裝置除了一次性投資外,運行成本很低,而國內有的廠家開發(fā)的釤鈷體流體處理設備,選用稀土永磁材料,磁性能優(yōu)異,場強可達2T以上,較老式裝置提高數(shù)倍,除垢效果大大改善,同時還有一定的防腐作用。研究發(fā)現(xiàn)湍流情況下磁場能促進松散的文石而不是方解石的生成。正是因為磁場的這種作用,磁處理能防止水中硬垢的產生,生成疏松的軟垢,并能使已成硬垢的方解石轉變成文石,隨流動的介質排走,從而達到防垢除垢的效果。此外還有電場防垢、超聲波防垢等方法及其組合,應密切關注其發(fā)展并適時加以應用。
鹵水凈化后,不僅可提高產品質量,還可充分利用各式換熱器,延長刷罐周期,提高熱利用率,增加產量,降低消耗。但以前許多廠家采用雙堿法,凈化成本高。而采用煙道氣凈化鹵水,既可利用一部分CO2,減少CO2的排放,又可大幅度降低兩堿消耗,噸產品成本下降達6元以上。
設備節(jié)能
1脫水干燥設備
由于離心分離的能耗遠較干燥低,故必須盡量降低濕鹽的水分含量。真空制鹽的脫水設備均為離心機,宜選用分離因素高、質量好的產品,如果條件許可,配用增稠器效果更佳,其下料的連續(xù)、穩(wěn)定性能優(yōu)異。而內熱式干燥床國外已使用多年,國內通過這些年的引進、消化、吸收,已完全掌握該技術。和老式的外熱式干燥床相比,先進的內熱式干燥床可節(jié)約蒸汽50kg/t產品以上。內熱式干燥床節(jié)能的關鍵是通過床內蛇形管的給熱,大大減少了送風量從而大幅度降低廢氣帶出之熱量損失。要注意的是有的廠家盲目加大干燥床的處理能力,更有甚者,有的在干燥床設計時為了確保物料通過而打了很大的裕量,使得干燥床體積龐大,風量巨大,就背離了內熱式干燥床之初衷,本末倒置了。
2流體輸送設備
泵和風機在真空制鹽廠家使用眾多,其電耗占到企業(yè)耗電的一半以上,目前,風機和水泵運行中還有很大的節(jié)能潛力,核心是提高其運行效率。(1)水泵:a、合理利用水泵的高效率段,應使其工作點處于其Q-H曲線的高效區(qū)域;b、盡量考慮大泵,一般大泵效率更高,當需求量變化較大時,要考慮大小兼顧;c、需要多臺水泵并聯(lián)運行時,應盡可能選用同型號、同性能的設備,互為備用;d、保證吸水條件,減少進口阻力,取消底閥。(2)風機:a、盡量避免采用并聯(lián)或串聯(lián)的工作方式;b、使風機工作點處于其Q-P曲線的高效區(qū)域,以保證工作點的穩(wěn)定與高效運轉,防止大馬拉小車;c、選用傳動效率高的沖動方式;d、采用合理的調節(jié)運行手段改變負荷,避免用閥門節(jié)流或放空回流的辦法調整工況。(3)電機:a、選用高效節(jié)能電機,據(jù)統(tǒng)計,國內電機運行效率普遍比國外先進水平低10%~20%,潛力巨大;b、合理選擇電機容量,一般情況下,負荷在75%~80%效率最佳;c、提高功率因數(shù),減少線路損耗;d、采用變頻調速,通常泵和風機在選型時都留有一定的裕量,而實際生產中運行參數(shù)也經常發(fā)生變化,泵和風機的運行參數(shù)常常需要調整,采用變頻調速是最好的選擇,不僅提高了電機的功率因數(shù),減少了無功功率消耗,節(jié)能效果非常顯著,而且由于設備轉速下降,改善了設備運行狀況,延長了設備的使用壽命,降低了設備的維修費用。同時,變頻器的加速和減速可根據(jù)工藝要求自動調節(jié),控制精度高,保證生產工藝穩(wěn)定。
3二次蒸汽洗滌裝置
制鹽生產中純凈的首效冷凝水一般均回鍋爐,由于冷凝水的閃發(fā)、鍋爐排污以及其它的消耗與浪費,這部分冷凝水只占鍋爐所需給水量的60%~70%,需另外補充軟水。以前許多廠家都上了水處理裝置,要消耗大量的酸、堿、樹脂、淡水、電力及人力,加上設備維護與折舊,成本高昂。為此,中鹽長江鹽化有限公司于1998年成功開發(fā)了二級除沫裝置,對首效的二次蒸汽進行洗滌,除去其中夾帶的液沫,使得其形成的冷凝水能夠為鍋爐所用。此舉不僅免除了水處理成本,還提高了鍋爐給水溫度,增大了鍋爐出力,從而使得產量增加,可謂投資省、效益高。
4控制節(jié)能改造
控制節(jié)能包括兩個方面:一方面是節(jié)能需要操作控制;另一方面是通過操作控制節(jié)能。節(jié)能改造之后,工藝更復雜,物流與物流、設備與設備等之間的相互聯(lián)系和相互影響加強了,使得生產操作的彈性縮小,對控制系統(tǒng)的要求更高了,故必須保證測量的精確、可靠,控制的靈敏、到位。同時采用先進的新型儀表,減少計量過程的能量損耗。彎管流量計的應用即是一例,蒸汽流量的計量,過去一般采用孔板流量計等儀表,壓損高,造成蒸汽品能下降,而彎管流量計是利用流體流經彎管產生離心力,離心力使得彎管內外側形成壓差的原理進行計量的,其安裝于蒸汽管道的轉彎處,基本無計量壓損。某公司更換彎管流量計后,蒸汽壓力損失降低了0.04MPa以上。
管理節(jié)能
(1)合理組織生產。應當根據(jù)原料、燃料、氣候、市場及生產任務的實際情況,確定開多少設備、多大設備,確保設備的合理負荷率。如循環(huán)水系統(tǒng),受氣候的影響很大,很有必要因應環(huán)境變化,合理調節(jié)循環(huán)水量,優(yōu)化生產。(2)加強操作控制。倡導精細化操作,嚴明工藝紀律,嚴格控制工藝參數(shù),保證生產的長期、連續(xù)、穩(wěn)定。(3)強化設備管理。改善設備運行狀況,杜絕跑、冒、滴、漏,保證周期設備的完好、高效,盡可能地投用節(jié)能降耗裝置,不得無故不投,出現(xiàn)故障時應盡快解決并投用。(4)原料達標制備。按設計要求制備精鹵,盡可能提高鹵水進罐濃度,但要注意預防冬季井口與管道的結晶。(5)采購優(yōu)質燃料。燃料直接影響到鍋爐的出力、效率及磨損,應予以高度重視,盡可能采購達到設計要求的優(yōu)質燃料。(6)余熱利用。充分回收冷凝水熱量,減少泄露,降低外排溫度,加強設備及管道的保溫,需保必保,要改進保溫材料,提高保溫效果。(本文作者:徐金貴、姚立勇 單位:中鹽長江鹽化有限公司)