制鹽工業中加熱室排水改進方案
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本文作者：吳金濤 單位：國電英力特能源化工集團股份有限公司
1．1末效加熱室排水不暢直接影響末效加熱室的傳熱和項目達產
在蒸發設備運行中，末效加熱室排水不暢時，積存在加熱室下部的冷凝水會占據部分蒸汽空間，使有效傳熱面積顯著減小，傳遞的熱量減小，使本效蒸發強度下降，降低整個設備的生產能力。嚴格地說冷凝水與管內料液也在進行換熱，但因傳熱系數只有蒸汽與料液換熱時K值的十分之一左右，而且有效溫度差隨著傳熱過程進行越來越小，因此其傳熱速率是微不足道的。對于一定的料液，在加熱室型號、材質、蒸汽品質一定的條件下，各效傳熱系數K、有效溫差△t、傳熱面積F是一定值［1］。對于多效蒸發系統，傳熱量為:
由上式看出:當末效加熱室排水不暢時，末效加熱室有效傳熱面積Fn減小，末效傳熱量Qn下降，上一效產生的二次蒸汽量Wn－1減小，導致該效的傳熱量Qn－1減小，△tn也必然下降。各效傳熱量下降，總蒸發水量下降，臺時產量降低，影響項目順利達產。
1．2末效加熱室排水不暢直接影響多效蒸發系統壓力的穩定
多效蒸發制鹽末效加熱室的操作通常為負壓操作，末效加熱室排水不暢、傳熱不良使得前效加熱室的料液溫度上升，導致加熱室及冷凝水泵的密封性能降低，嚴重影響到各效加熱室壓力的穩定性和系統的安全性。國內近年來曾經發生過加熱室超壓引起加熱室、泵爆炸的事故，由于蒸發系統壓力頻繁波動給生產造成影響的案例更是屢見不鮮。
1．3末效加熱室排水不暢直接影響到冷凝水泵的效率和壽命
隨著蒸汽在各效加熱室之間的不斷傳熱，末效加熱室殼程會有大量的二次蒸汽、冷凝水及不凝氣存在，采用傳統的冷凝水排出裝置，勢必會造成冷凝水泵頻繁出現不正常。其中汽蝕對泵的效率和壽命的影響尤為嚴重。
2多效蒸發制鹽末效加熱室排水不暢產生原因分析
真空制鹽多效蒸發系統是一個雙向動力推動系統，一方面由首效的正壓蒸汽推動，系統壓力在逐級降低;另一方面，在系統末端有抽真空系統，末效加熱室是負壓工作狀態。理論上不存在末效加熱室排水不暢的問題，但由于國內部分制鹽企業在投資建設多效蒸發制鹽車間時，對工藝先行的設計理念重視不夠，設計人員對末效加熱室底部與冷凝水桶內液位高差、冷凝水桶及配管設計不重視或未加嚴謹考慮，造成真空制鹽末效加熱室排水不暢，降低了產品的效益。
設計時為降低廠房在建設投資中所占比重，設計人員會考慮降低廠房的建設高度和加熱室的安裝高度來達到控制工程造價的目標，忽視末效加熱室冷凝水出口至冷凝水泵的進口位差對冷凝水泵運行的影響，造成泵的效率下降，致使末效加熱室積水。冷凝水桶及配管直徑設計值偏小、配管安裝位置不合適及結構不合理都會增加冷凝水排放阻力，致使末效加熱室積水。
3．1改進前末效加熱室冷凝水排放工藝
改進前，部分制鹽企業末效加熱室冷凝水排放采用平衡式冷凝水桶裝置，末效加熱室中積聚的冷凝水借重力自流到冷凝水桶，由冷凝水泵排出系統，工藝流程示意見圖1。該工藝具有工藝簡單，操作方便的優點。但由于設計時對末效加熱室下花板與冷凝水桶控制液位高差考慮不嚴謹［2］，且生產過程中蒸汽壓力的不斷波動，生產中容易出現末效加熱室積水及冷凝水泵汽蝕、氣縛現象。
3．2改進后末效加熱室冷凝水排放工藝
改進后，末效加熱室冷凝水排放采用液封式冷凝水桶與水噴射器組合裝置，末效加熱室中積聚的冷凝水及不凝氣經水噴射器進入到冷凝水水封桶;冷凝水水封桶中部安裝隔板，隔板一側為液封部分，當液面高于隔板時即自動流入儲水部分，冷凝水泵由儲水部分直接抽取冷凝水至水噴射器，水封桶中多余的冷凝水溢流排出系統，工藝流程示意見圖2。
該工藝具有如下優越性:(1)水噴射器在加熱室冷凝水排出管局部形成的較高負壓，可以增加冷凝水在管內的流動壓差，提高了冷凝水流速;解決了末效加熱室下花板與冷凝水水桶內控制液位高差不夠造成冷凝水排放不暢的問題［2］。(2)縮短了處于負壓運行的冷凝水管的長度、減少了其管道附件可以有效解決冷凝水排出系統泄露造成空氣進入末效加熱室，破壞負壓的問題。(3)可同時抽出末效加熱室中的不凝氣，提高了加熱室傳熱效率，穩定提高了加熱室真空度。(4)減輕了原冷凝水排放方式高負壓的冷凝水對冷凝水泵的葉輪、泵殼的汽蝕。(5)克服了不凝氣對冷凝水泵氣縛造成真空度波動，影響生產平穩進行。
由于加熱室是多效蒸發制鹽系統的重要設備，對于已投入運行的制鹽企業，對已運行的加熱室、冷凝水桶、配管直徑及其冷凝水接管結構的改造均存在較大的限制，本文對此不作進一步討論。
4結論
為避免真空制鹽末效加熱室冷凝水排放不暢對項目投產后的正常生產造成影響，在設計中應予以重視。對于已建成投產的多效蒸發制鹽企業，如果出現末效加熱室冷凝水排放不暢，應及時進行解決。本文提出的末效加熱室冷凝水排放不暢改進方案僅供參考。