制盐冷凝水回用设计思路

本文作者：朱向光 单位：中盐舞阳盐化有限公司

1（略）

企业开展节能减排工作，主要是改进工艺控制、提高设备效能，实现高产出低消耗低排放，包括废水、废气、废渣等各排放物量的控制。

2问题提出

中盐舞阳盐化有限公司60万t真空制盐技改项目正在实施，在制盐工艺设计中，作为一项重要的热能循环交换介质－冷凝水可谓是得到了充分利用(如图1)。

图1中，干燥系统产生的冷凝水和制盐Ⅰ效冷凝水在Ⅰ效平衡水桶内混合，经冷凝泵P211加压后，首先通过依次串联的6组列管预热器HE211预热本效用卤水，然后再流向4组两两并联的列管预热器HE207，预热从板式预热器HE206预热后过来的混合卤水，最后经由电导率仪进行水质分析检测，合格的Ⅰ效冷凝水收集在制盐储水罐T201中，不合格水排放到废水罐T404中。收集在T201中的混合冷凝水作为锅炉用水，称为“回水”。

Ⅱ效冷凝水是Ⅰ效二次蒸汽经Ⅱ效加热室HE202及Ⅰ效用卤预热器HE210热交换后产生的，由于料液特性及蒸发沸腾环境条件因素，其产生的二次蒸汽中会产生雾沫夹带料液现象，如不经处理，其凝结产生的冷凝水水质可能会超过锅炉用水的标准，所以Ⅰ效二次蒸汽一般都是要经过一级旋风分离后再加上一级折流板式除沫器SP201进行杂质分离，以清除Ⅰ效二次蒸汽中夹带的料液雾沫等杂质，保证处理后的Ⅱ效冷凝水水质能达到锅炉用水水质要求。

从图1中的Ⅱ效冷凝水工艺流程上我们可以看到，Ⅰ效二次蒸汽经净化后，经Ⅰ效用卤预热器HE210和Ⅱ效加热室HE202热交换后产生的冷凝水是分两路走的，一路和Ⅰ效冷凝水一样，通过水质检测，合格冷凝水入制盐混合冷凝水桶T201，不合格冷凝水排放到废水罐T404，另外一路则是顺排到Ⅲ效、Ⅳ效、Ⅴ效冷凝水桶VP203、VP204、VP205进行闪发，多级顺序闪发后的混合冷凝水通过Ⅴ效冷凝水桶进入板式预热器HE206，预热完混合卤水后排放到废水罐T404中。

设计中的这套冷凝水工艺是没有问题的，但是从Ⅱ效冷凝水桶VP202出来，经冷凝泵P212加压外出分流的节点上，感觉在系统控制方式方面还是有待商榷的。主要表现在，从Ⅱ效冷凝水桶VP202水位控制用调节阀LV207出来的冷凝水，其分流到Ⅲ效冷凝桶VP203和混合冷凝水罐T201之间管道上的阀门均为手动控制，那么我们这就提出了这样一个问题，既然Ⅱ效冷凝水向下一道工序行走时，是分流到两个支路上的，那么分流的量是如何控制的?如何让人工操作去把握好这个“度”?这是值得思考的问题。既然需要分流，那么可以将此控制方式加以改进，直接设计为依据系统用水需求自动控制分流量，杜绝人的因素，提高系统自动化程度，解放出宝贵的人力资源。

3设计思想

在热电联产真空制盐系统中，冷凝水作为锅炉用水回收利用，存在一个“量”和“质”的问题，那就是单用Ⅰ效冷凝水不够用，Ⅰ、Ⅱ效冷凝水加起来，锅炉又用不了，由于水质因素，一般厂家的选择是以Ⅰ效冷凝水为主，Ⅱ效冷凝水为辅的使用方法，这样既能保证水质，也能保证锅炉用水的量。

如何充分利用Ⅱ效冷凝水，达到既能满足锅炉正常运行，又不浪费多余Ⅱ效冷凝水的目的，这就是我们要考虑的课题。

在Ⅱ效冷凝水回收利用上，提出的设计思想和控制理念是:锅炉优先、兼顾储备、多余顺效闪发。图2是按上述思想设计的一种控制方案示意图。

在锅炉第一次启动时，由于没有连续补给的“回水”，必须要有事先预制好的充足储备用水，储备用水的量以制盐系统正常运行，至其能够提供合格且足够的冷凝水这个时间段来计算，一般4h锅炉运行储备水量即可(有的企业按48h储备用水)，4h内制盐系统的Ⅱ效冷凝水已达到锅炉用水要求。锅炉第一次启动用水，靠预制软水设备提供。可采用小容量制备设备，提前预制的方法，制备充足的锅炉用水，保证第一次开车时锅炉用水和“回水”替补、储备的衔接。

在真空制盐系统正常运行时，大量的Ⅰ效、Ⅱ效混合冷凝水(大约160t/h)源源不断的提供给锅炉和储备水罐，可以在保证锅炉正常运行的前提下，有足够余量的Ⅰ效、Ⅱ效混合冷凝水补充到锅炉储备用水罐里，一般不需太长时间就可将锅炉储备用水罐加满，以作为锅炉下次启动和临时锅炉应急用水。

软水制备设备的规模和锅炉储备用水罐的大小，可根据实际情况设置，初次启动或临时应急使用，两者可同时启动，合理配置可以既能保证锅炉用水的充分安全，又不浪费占用过多资金。

在锅炉和真空制盐系统正常运行，回水合格后，锅炉用水就要进行水源切换，那就是把锅炉用水从备用水源切换到回水供给状态，优先使用温度较高的冷凝水，同时，多余的混合冷凝水及时补充给锅炉储备用水罐，锅炉储备用水罐加满后，系统自动切换到锅炉水位信号调控状态，即利用锅炉除氧器的水位信号来调整混合冷凝水的流量。此时，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满足锅炉用水需求，Ⅱ效多余的冷凝水可通过相应管道依次流经Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ效平衡冷凝水桶进行闪发，最后汇集在Ⅴ效冷凝水桶末端，通过板式预热器预热混合卤水。

4方案的实现

在以上的论述中，我们已经了解到在锅炉运行的各个阶段，混合冷凝水的使用和控制情况，这里我们用一个方框图来进一步说明一下各阶段、各个时期，混合冷凝水的控制状态，借以说明控制系统实现的方案(如图2)。

图2和图1相比，在Ⅱ效冷凝水分流到VP203和T201的节点上，增加了一台电动三通调节阀LV208，该调节阀的动作受控于T201的液位信号。具体动作模式是:在T201给定的液位上，电动三通调节阀LV208调整在合适的位置，分流出部分Ⅱ效冷凝水到制盐临时混合冷凝水罐T201，在T201液位有下降趋势时，三通调节阀分流到T201的支流开大;在T201液位有上升趋势时，三通调节阀分流到T201的支流开小。在Ⅱ效冷凝水水质不合格时，电导率仪控制的三通阀旁路打开，排掉不合格的冷凝水。为确保系统能正常工作，电导率仪报警信号也控制分流电动三通调节阀LV208，使其在冷凝水水质不合格的报警状态下，保持一定的分流量，既能满足水质连续检测，又能使Ⅱ效冷凝水顺排到Ⅲ效平衡桶，使其在以后几效平衡桶中闪发，以充分利用热能。当然，为将Ⅱ效不合格冷凝水快速外排，也可以采用相应的控制模式来实现其快速外排。

在Ⅱ效冷凝水不合格外排过程中，利用电导率仪报警信号控制分流三通电动调节阀LV208的目的，主要是防止来自T201液位信号的干扰，保障水质检测的持续进行，避免因检测断水而产生控制震荡现象。

由于T201的液位直接受到锅炉回水流量的影响，所以可以利用T201的液位控制LV208的开度，借以实现调节Ⅱ效冷凝水的分流量。实际上，Ⅱ效冷凝水的分流量经由P213的流量来间接传递，等效受控于锅炉用水量或锅炉用水和储备水罐液位信号控制。

正常情况下，锅炉储备水罐有要水信号，则P213会全速运行，将T201的混合冷凝水以最大流量向锅炉车间供应，P213的全速运行带动T201产生下降变化趋势液位信号，此信号会反馈到上级节点上的分流调节三通阀LV208，开大供给T201的冷凝水量;当锅炉储备用水罐水满时，需求信号结束，在锅炉车间冷凝水分流节点上的三通调节阀LV209关闭储备水罐侧支流，流向除氧器的一路全通，P213受控于除氧器的液位信号，开始随除氧器液位调节信号即需水量，来调节P213自身的转速，这时P213的转速与锅炉需水量成正比，进而影响VP202分流节点三通调节阀LV208的开度比例，将多余Ⅱ效冷凝水通过自然顺流渠道流向VP203等进行闪发再利用。

这里，锅炉储备用水罐提供的信号可以是开关信号，它分配一路和除氧器液位信号复合控制P213转速，它的开和关两种信号决定了P213的全速和变速状态，在储备水罐水满时，它提供的关信号将P213转速交由除氧器液位信号单独控制，一旦储备用水罐水位不足，它马上发出开信号，与除氧器液位信号复合控制P213全速运转，同时配合除氧器的液位信号控制锅炉车间内部冷凝水分流节点上的三通阀LV209，调整三通调节阀的分流比例，实现“锅炉优先、兼顾储备”的功能。

上述控制过程可通过硬件连接实现，也可以通过DCS系统实现，用DCS系统实现更为便捷，但要考虑系统的可靠性，制定应急程序，确保在任何情况下，系统能可靠独立的运行。

5简洁方案

上述方案比较复杂，控制实现难度也稍大，但投入和运行费用较低，也算是一种方案，主要是看锅炉给水管道工艺流程是如何设计的，以便采用不同的控制方案。这里再介绍另外一种更为简洁的控制方案(如图3)。图3的控制方案容易理解，它采用类似“倒骨牌”效应的顺序控制模式，最后一级的用水信号———锅炉上锅筒水位信号，依次影响除氧器水位、锅炉储备用水罐液位、制盐临时混合储水罐T201液位，进而影响到Ⅱ效冷凝水分流阀LV208控制的分流量，实现Ⅱ效冷凝水应用上的“锅炉优先、兼顾储备、多余顺效闪发”控制理念，达到综合利用之目的。

6结束语

作为一个企业，节能减排要做的工作还很多，我们必须下大功夫，发现一处处理一处，从一点一滴做起，把环保工作、节能降耗工作落实到实处，企业的效益就会得到进一步的提高，环境也会得到进一步的美化。