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醋酸纤维丝束成型工段疏水系统优化方法

更新时间:2009-03-28

0 引言

醋酸纤维丝束成型工段需要用到大量的热力设备,包括热浆、热水、热风等加热介质,涉及到多种设备,管路从DN400 mm至DN15 mm各型号管径均有布置,蒸汽的供应压力从高压到低压均有运用,各种汽管道的热力值梯度分布不均,疏水系统复杂而庞大,在设计阶段如果不逐一梳理,管路布置很难做到高效和优化。针对以上存在的客观因素,结合实际生产过程中遇到的难点,重点对目前典型的常规疏水系统设计中存在的问题进行优化,再辅助日常维保过程中需关注的核心点,本文介绍了该疏水系统的优化方案及维保措施。

本文的创新工作是系统地分析电地暖在不同的加热功率、不同的地板厚度、不同的室外温度、不同的地板材质时启动运行过程中,室内温度随时间的变化情况和各部分热量所占比例。主要结论如下:

1 疏水系统存在的问题

醋酸纤维丝束成型工段疏水系统主要包括两大部分,第一部分即设备台套的疏水,主要包括溶解装置、回收装置、板式换热器、蒸发装置、热水预热器、浆液预热器、单体冷凝水泵、多联冷凝泵组、工艺风预热器、暖通器等,涉及到的设备种类繁多,对所用蒸汽要求不尽相同;第二部分即蒸汽管路的疏水,主要包括主蒸汽、再热蒸汽、旁路蒸汽、排气以及辅助蒸汽管路等。这些疏水系统的设计原则是要做到回收工质和热量以及保证设备的安全和经济运行[1]。整个疏水系统大部分属于典型的常规疏水系统设计,也有个别非常规的疏水设备需要单独设计,如热水预热器则采用气液混合相加热后疏水。该系统主要问题集中在常规疏水系统设计方面,具体问题如下。

1.1 ΔH和饱和蒸汽压变化前后的影响

该系统管道布置复杂,各路疏水交叉汇集,这直接导致了以下两个方面的问题:首先不同设备不同工况下疏水器前后的放热量是完全不同的,即各疏水汇集管路前后的ΔH会发生很大变化,尤其是对于相变化,如气体变为液体都要放出热量,所以同种物质的不同聚集状态在同一温度下的焓值不相等,且H(g)>H(l)>H(s),在当前的管道布置中存在大量的不同类设备疏水汇集的现象,汇集后会出现非规律性气堵、水堵现象,主要的原因是在布管时没有对焓值的变化进行细分。其次依据水的饱和蒸汽压公式 LgP=7.07406- (1657.46/(T+227.02)),10℃≤T≤168℃,可以非常明确不同温度下疏水管路中水的饱和蒸汽压是完全不同的,不同饱和蒸汽压的水汇集后也会出现不同程度的水锤现象。在出现水锤现象严重的管路上,对其表征温度用红外测温仪进行采集,其中 “疏水温度”为正常工况下多次采集的均值,发现不同管路汇集时温差越大,水锤现象越严重。

1.2 热能浪费和回收品质难保证

热能回收过程中正常的冷凝液回收一般按照一定的温度梯度进行收集,在梯度外的冷凝液最后要经过闪蒸装置的处理后才能进行回收利用,这样才能保证再利用的热能品质。然而,闪蒸装置的频繁触发,不仅浪费二次利用的热能而且还会影响疏水效果,运行中经常会出现正常疏水不畅,正常水位运行不稳定,背压阀频繁开启,大量梯度外的疏水进入热能回收装置,直接影响整个回收系统的效率。

(2)每台设备需至少对应一套疏水阀组,即使是同类设备也不能共用疏水阀组;

2 疏水系统的优化措施及维保过程中的要点

2.1 按疏水温度梯度规律重新改造疏水系统

理清工艺流程图 (PID)和物料平衡图(PFD)中涉及到醋酸纤维丝束成型工段疏水系统的工艺条件和设计,对于疏水阀组的设计原则必须按照以下要求进行[2]

在现场改造的过程中一定要注意疏水阀组的安装形式,尤其要严格按照图2带过滤装置无旁路的疏水阀组的形式进行标准安装。

1.2 基础资料的收集 收集可能与钩虫性十二指肠炎综合征发生发展有关的患者因素,包括性别、年龄(岁)、人体质量指数(BMI)(kg/m2)、吸烟(例)、饮酒(例)、民族、职业、钩虫感染部位(十二指肠球部和/或降段)7项因素在内的一般临床资料。

笔者接着设法培养学生的文献版本意识。目前出版的《岭外代答》校注本有若干个,但笔者提醒学生须以中华书局的版本为准,并且日后在阅读其他代表性文献也尽量选用中华书局、商务印书馆等权威出版社的版本。只有使用优秀的校注本,才能使自己的学术立足点更踏实。以杨武泉先生校注的中华书局版的《岭外代答》为例,读他的《校注前言》即可看出其文献研究功底之深厚和视野之广阔。只有立足于巨人肩膀之上,我们才能看得更远。

由于路P的取法,实际上是用染色序列对m(2n+1)+2n条边进行着色,因此恒成立。此时求得最小的整数k满足⎤。

(5)在疏水阀组末端需配置观察镜、温度表。

3.1 颈椎病的康复较慢 颈椎病是一种不易治愈的疾病,牵引、手法和温热理疗等物理疗法对颈椎病确实行之有效,早已被临床广泛应用,但是单纯的常规物理治疗效果也不十分理想,显效慢,易复发。颈椎病恢复也需要一定的时间,及时治疗中青年颈椎病,对防治中老年颈椎病也具有重要意义[4]。

(3)对于管径在DN50 mm及以上的疏水管路须加装过滤器;

在正常工况的条件下对每个疏水阀的下游温度逐一进行采集,依据水的饱和蒸汽压与温度的曲线图 (见图1),对温度进行一个梯度分类,按照曲率的变化幅度并结合本疏水系统实际的疏水温度采集均值大致将其分为三个区间,即低温梯度区间 (温度 ≤58℃),中温梯度区间 (59℃≤ 温度 ≤ 68℃),高温梯度区间(温度 ≥ 69℃)。

一旦出现冷凝水温度超过80℃的表征温度,通常需检查管件并判断是否存在漏汽现象,除非有特殊工艺要求。

  

图1 水的饱和蒸气压曲线图

2.2 安装合理适用的疏水阀组

(1)疏水阀不串联使用,并联使用时一定要汇入温度梯度一致的疏水管网;

  

图2 带过滤装置无旁路的疏水阀组安装图

 

A—前排空阀;B—进汽切断阀;C—过滤器;D—疏水阀;E—后排空阀;F—疏水切断阀;G—现场温度指示表;H—观察镜

这种改进的疏水阀组安装形式有三个方面的优点:第一是组件布置紧促,单流向上减少布管时的弯头用量;第二是增加Y型过滤器,有效杜绝固体杂物进入阀A和阀E之间的管件中;第三是安装现场疏水温度表和视镜后出现问题能够及时发现,并可以根据疏水温度梯度对问题进行快速分析和排查,有利于生产过程中 “点巡检”工作的开展。

2.3 设置独立的小容量疏水集液包

该疏水系统布管复杂,各温度梯度的疏水从不同管径汇集入槽,再加上部分疏水管件的泄露,蒸汽直接进入疏水系统,为避免对大容积凝结水回收装置造成过载荷负担,设置独立的设备和蒸汽管道小容量疏水集液包,其中设备用集液包按照2.1中温度梯度的划分设置低温、中温、高温三种,管道用设置中温集液包。推荐的集液包的尺寸大小可参见表1[3],仅供参考。

 

表1 不同直径疏水管道集液包尺寸的选择

  

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2.4 设置高压蒸汽管路疏水扩容器

(1)扩容器疏水入口管路上依次接入高压主蒸汽和干燥用换热器疏水管道,按照压力高低顺序排布,压力越低越靠近入口处,并且接入的角度以45°最佳[1],总之接入原则为疏水介质更加顺利地进入扩容器。

(4)疏水管路前后1 m的距离内不能出现2个以上的弯头,沿流向必须保证仰角6.98°的坡度设计和安装要求;

为了避免因高压蒸汽管道疏水阀泄漏而导致高压蒸汽直接进入热能回收系统,而影响整个热能回收的正常温度波动范围,设置独立的高压蒸汽管路疏水扩容器,该扩容器主要接收DN400 mm、DN300 mm和DN150 mm主蒸汽管道和干燥用换热器的疏水,扩容器闪蒸产生的二次蒸汽直接安全排空,该优化设计原则为:

(2)扩容器应布置在热能回收装置正上方,同时要保证接入扩容器入口位置的疏水管路在15 m的距离内不可设置爬高段。

(3)扩容器在选型计算时,考虑到醋酸纤维丝束成型工段工艺工改会出现用汽量和疏水量的变化,且变化趋势为增大,因此在保证良好蒸发效果的前提下,扩容器的容积放大1.5倍进行选型。

(4)扩容器顶部二次闪蒸安全排空阀应具有调节和控制扩容器内部压力的功能,可以根据不同压力要求和工况进行适当的调整。

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2.5 定时巡检和定期维护

各疏水管路的表征温度是反映该疏水管路是否正常工作的重要参数,尤其是同一稳定工况下的疏水温度应该是平稳有规律地进行波动,因此对各疏水管路的表征温度进行定时巡检和记录,能够有效地帮助现场工艺人员发现加热设备、疏水管件、阀门等部件的工作状态,并根据表征温度的高低对出现异常的情况进行排除判断。

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表征温度反映的是整个疏水系统的状态,而疏水系统的核心执行机构是疏水阀组,只有正确及时地对疏水阀组进行维护,才能保证蒸汽系统正常运行。一般疏水阀组的故障分为两大类,堵塞和漏气[2],针对不同的故障应采取不同的维护方式:

(1)疏水阀组出现堵塞时,汽水均会无法正常排出。遇到这种情况应该考虑从阀组的选型、汽锁、气堵、异物等方面进行维护和解决,通常会先打开E后排空阀 (见图2),然后再打开A前排空阀进行初步判断,之后及时清洗或更换疏水阀内部零件。

(2)疏水阀组出现漏汽时,疏水量会减少,耗汽量会增多,且疏水表征温度会大幅上升。遇到这种情况应考虑从负荷选型、阀内执行机构异常等方面进行维护和解决,通常会先从H观察镜处进行观察,再关闭F疏水切断阀后打开E后排空阀进行初步判断,之后进行清理和更换疏水阀。

3 结论

醋酸纤维丝束成型工段对各工艺过程中的温度参数要求非常高,而疏水系统的好坏直接影响到整个成型过程和产品质量。采用上述疏水系统的优化措施,减少了不同温度梯度冷凝水的串联,消除了高压蒸汽疏水管路对热能回收的影响,以及对疏水阀组快速发现问题和解决问题的措施,优化后的疏水系统对醋酸纤维丝束成型工段热能利用效率的提升和温控参数的稳定有明显作用。

参考文献

[1]陈增朋.电厂热力设备和管道疏水系统优化设计探讨 [J].电力勘测设计,2013(6):30-32.

[2]伊延强,蒸汽疏水系统的设计 [J].四川化工,2012, 15 (5) :42-45.

[3]喻梅.蒸汽管道设计要点分析 [J].上海化工,2011 (9) :20-22.

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喻飞,郑恒谷,羌培华
《化纤与纺织技术》 2018年第01期
《化纤与纺织技术》2018年第01期文献

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