CN100531843C - 新蒸汽冷凝水闪蒸槽进料方式的改进方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高温、高压冷凝水闪蒸槽进水控制方法和进水装置。其特征在于：采用针形调节阀和孔板组合对冷凝水量进行调节控制；进水管末端装有孔板装置，闪蒸槽底部中央装有防冲伞帽，孔板朝向防冲伞帽；采用垂直进水方式，由孔板出来的高温、高压冷凝水喷射到防冲伞帽上。该进水方法具有调节范围宽，可调节性强，便于操作，冷凝水闪蒸槽运行稳定等优点。本发明的实施不仅降低了溶出高压蒸汽消耗，起到了节能的作用，而且延长了冷凝水闪蒸槽的使用寿命，加大了槽子的安全运行系数，为生产的稳定进行提供了安全保障，还减少了环境噪音。
Description
技术领域
本发明涉及一种将饱和温度下的液体从高压力容器输送到低压力容器的进料控制方式，尤其是氧化铝生产溶出工序新蒸汽冷凝水从高温、高压的冷凝水罐输送到冷凝水闪蒸槽的方法。
背景技术
在氧化铝生产过程中，矿浆溶出的加热方式有间接加热与直接加热，由于间接加热具有避免溶出矿浆苛性碱冲淡、热利用率高等优点，大多数的氧化铝生产厂家都采用间接加热方式。我厂采用的就是间接加热高压溶出技术，高压锅炉送来的6.0×106pa新蒸汽通过压煮器内的管束与矿浆进行换热之后冷凝成高压的冷凝水，分别用三个冷凝水罐收集，然后通过冷凝水闪蒸槽进行闪蒸，产生6.0×105pa左右二次蒸汽和冷凝水；二次蒸汽送往蒸发和沉降工序加以利用，产生的合格冷凝水返回热电当作锅炉给水，不合格的冷凝水送往沉降当作赤泥洗水。在原设计上是采用气动调节阀与冷凝水罐液位联锁来对各压煮器冷凝水的排出进行调节控制，新蒸汽冷凝水闪蒸槽的进水方式为切向进水。
这种进水调节控制方式存在几个缺点：
①由于三个冷凝水罐的冷凝水量不一样，切向进水容易导致闪蒸槽受力不平衡，引起槽体产生较大的振动；同时进来的高压冷凝水直接喷射到筒体护衬板上，造成筒体护衬板极大磨损。
②气动调节阀调节范围窄，对冷凝水罐的液位难以进行有效控制，容易导致部分高压新蒸汽来不及冷凝成水便进入冷凝水闪蒸槽，造成新蒸汽短路；一方面造成溶出高压汽耗增大，另一方面水夹汽会加大对冷凝水闪蒸槽筒体护衬板冲刷磨损。
新蒸汽冷凝水闪蒸系统运行现状：
在生产实际运行过程中，冷凝水闪蒸槽存在震动较大，气动调节阀的调节装置很容易损坏造成调节失灵，无法有效的对冷凝水量进行调节控制，有部分蒸汽直接进入冷凝水闪蒸槽，就是所谓的“窜汽”现象，由于“窜汽”现象严重，引起溶出汽耗居高不下，有时最高月份达2.79t/t-AO，加之气动调节阀价格又非常昂贵，更换成本高。由于冷凝水“窜汽”现象的存在，一是加剧造成冷凝水管路及冷凝水闪蒸槽剧烈振动，常导致进料喇叭口和筒体相连焊缝撕裂，筒体护衬板磨穿，地脚螺栓振断等事故发生，设备损坏严重，并对生产安全造成极大威胁；二是闪蒸槽运行压力偏高而使冷凝水闪蒸槽安全阀经常因槽子超压动作，冷凝闪蒸槽液位无法控制，影响正常的生产运行。另外由于槽子“窜汽”及振动，产生很大的噪音。
发明内容
本发明的目的是要提供一种进水控制方法，以减少甚至杜绝新蒸汽冷凝水闪蒸槽窜汽现象的产生，使得新蒸汽能够充分换热，提高新蒸汽的热利用率，减少水夹汽对冷凝水闪蒸槽筒体护衬板冲刷磨损，减少设备振动，达到降低溶出高压汽耗和确保冷凝水闪蒸槽系统安全稳定运行的目的。
本发明所采用的技术方案是：
利用针型调节阀与孔板组合，对进水量进行调节控制，使高压冷凝水经过两次降压后，进入冷凝水闪蒸槽。进水装置的液量控制为针形调节阀和孔板组合的二级调节控制，采用垂直进水方式，即进水的方向与冷凝水闪蒸槽筒体垂直，使从孔板出来的高温高压冷凝水直接喷射到槽底部的防冲伞帽上。
进水装置的进水管均布插入冷凝水闪蒸槽内部，并与闪蒸槽筒体垂直安装；在进水管的进水端安装针形调节阀，进水管的出水端安装一块开孔的孔板，并在冷凝水闪蒸槽底部中心位置安装一个防冲伞帽，孔板朝向槽底的防冲伞帽。
本发明的优点：
改进前后的技术经济指标见表1。
表1：改进前后的技术经济指标对比
每年取得的经济效益：
1、溶出高压新蒸汽汽耗下降，节约的能源
计算条件：年产氧化铝450000t 高压蒸汽单价：70元/t
改进前汽耗以最低的2.34t/t-AO计，改进后以平均数1.826t/t-AO计
计算结果：节省的蒸汽量为：(2.34-1.826)×450000＝231300(t)
价值：231300×70＝16191000(元)
2、设备材料费用下降，节约的费用
计算条件：气动调节阀单价：130000元/台
针型调节阀单价：48000万元/台
进水管一套价格：3500元
两台冷凝水闪蒸槽，每台有三根进水管
阀门及进水管每4个月更换一次
计算结果：改进前设备费用：130000×6×3＝2340000(元)
改进后设备费用：
48000×6×3+3500×6×3＝927000(元)
节约的设备材料费用为：
2340000-927000＝1413000(元)
年总经济效益：16191000+1413000＝17604000(万元)
附图说明
以下结合附图作详细说明。
图1为改进前冷凝水闪蒸槽进水示意图。
图2为改进后冷凝水闪蒸槽进水示意图。
图中1为针形调节阀，2为进水管，3为孔板，4为防冲伞帽，5为闪蒸槽，6为导流喇叭，7为气动调节阀。
具体实施方式
参考图1和图2，本发明采用针型调节阀替代气动调节阀，用针型调节阀调节进水量；进水管2插入冷凝水闪蒸槽5内部，并与闪蒸槽5筒体垂直安装，安装在闪蒸槽5筒体上的进水管2尽量采用均匀布置，一般为3～6根，在进水管2的进水端安装针形调节阀1，进水管2的出水端安装一块开孔的耐磨孔板3，孔板3的孔径可大可小，根据需水量大小选择焊接在出水端处，并在冷凝水闪蒸槽5底部中心位置安装一个耐磨的防冲伞帽4，孔板3朝向槽底的防冲伞帽4，防止孔板喷出的水直接伤害到槽子本体。
本发明的工艺描述为：6.0×106Pa高压新蒸汽在压煮器加热管束里与管束外的矿浆换热之后冷凝成6.0×106Pa高压冷凝水汇集到三个冷凝水罐里，然后经过针型调节阀第一次降压后以与筒体垂直方向进入冷凝水闪蒸槽，在进水管末端经过孔板的第二次降压后，高压冷凝水喷射到槽子底部的防冲伞帽上，冷凝水在槽子里进行自蒸发，压力降至6.0×105Pa，产生的二次蒸汽送往沉降工序热水站加热洗水，产生的合格冷凝水返回热电当作锅炉给水，不合格的冷凝水送往沉降当作赤泥洗水。
生产实例1：
1998年9月12日溶出高压新蒸汽压力为5.6×106Pa，流量102m3/h，冷凝水闪蒸槽有明显“窜汽”声，两个冷凝水闪蒸槽振动很大，环境噪音很大，地脚螺栓松动。
生产实例2：
1999年7月11日溶出机组停汽检修，运行了30天，对两个冷凝水闪蒸槽开门检查发现，这两个槽子的内衬已经严重磨损，必须对其进行补焊加强。
生产实例3：
2001年9月溶出高压新蒸汽压力为5.6×106Pa，流量102m3/h，冷凝水闪蒸槽无“窜汽”声，两个冷凝水闪蒸槽运行稳定，噪音不大。
生产实例4：
2005年11月1日溶出机组停汽检修，运行了42天，对两个冷凝水闪蒸槽开门检查发现，这两个槽子的内衬基本没有磨损，对进水管与孔板检查也未见有大的磨损，无需处理可以继续再用。
本发明的实施不仅降低了溶出高压蒸汽消耗，起到了节能的作用，而且延长了冷凝水闪蒸槽的使用寿命，加大了槽子的安全运行系数，为生产的稳定进行提供了安全保障，还减少了环境噪音。总之，本发明的实施效果显著。
针型调节阀阀门调节幅度小，有刻度显示，更方便人员灵活操作控制；在进水管的出口末端安装孔板起到节流作用，有利于冷凝水流量的稳定。在实际生产过程中，操作人员根据各冷凝水罐液位、压煮器冷凝水出口温度以及管路是否“窜汽”等情况来调节针型阀的开度，使新蒸汽既能保证充分换热又能保证不会因“窜汽”而造成汽耗增加；采用垂直进水方式，使得进来的高压冷凝水喷射到槽子底部中央的防冲伞帽上，而不是直接喷射到槽子的内衬板上，避免了对槽子内衬板的磨损。同时进水作用力主要作用在槽子底部中央的防冲伞帽上，能够较好克服因各个冷凝水罐进水液量不同而对槽体产生作用力不平衡的现象，大大减少了闪蒸槽的振动，保证闪蒸槽运行平稳，不再出现损坏等事故。本方法具有调节范围宽，可调节性强，便于操作，冷凝水闪蒸槽运行稳定等优点。
本发明的积极效果与效益：
——提高了新蒸汽冷凝水的调节控制作用，保证了压煮器较佳的疏水状态，消除了“窜汽”的现象，新蒸汽冷凝水闪蒸槽运行平稳，溶出汽耗下降，节约了能源；
——用针型调节阀替代气动调节阀，节约了设备成本。一台气动调节阀13万元，而一台针型调节阀仅4.8万元。
冷凝水闪蒸槽运行稳定，环境噪音减少；
——冷凝水闪蒸槽筒体护衬板磨损减少，其使用寿命得到了明显延长，为冷凝水正常输送提供了保证。
Claims (2)
1、一种蒸汽冷凝水闪蒸槽进料方法，其特征在于：进水装置的液量控制为针形调节阀和孔板组合的二级调节控制，采用垂直进水方式，即进水的方向与冷凝水闪蒸槽筒体垂直，使从孔板出来的高温高压冷凝水直接喷射到槽底部的防冲伞帽上。
2、一种使用权利要求1所述的蒸汽冷凝水闪蒸槽进料方法的进料装置，其特征在于：进水装置的进水管(2)均布插入冷凝水闪蒸槽(5)内部，并与闪蒸槽(5)筒体垂直安装；在进水管(2)的进水端安装针形调节阀(1)，进水管(2)的出水端安装一块开孔的孔板(3)，并在冷凝水闪蒸槽(5)底部中心位置安装一个防冲伞帽(4)，孔板(3)朝向槽底的防冲伞帽(4)。
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| 进口针形阀门的应用和测试. 张长华.城市公用事业，第18卷第6期. 2004 |
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