撫寧高峰紙業有限公司在最近的1600mm涂布白紙板機的烘缸供熱技術改造中，采用蒸汽引射式供熱系統，解決了紙板的翹曲問題，提高了產品質量，并大大提高了烘缸的干燥能力。噸紙耗汽由原來的3.68t降到2.2t。
1、紙板機干燥工藝特點
紙板機生產的紙板由于芯漿和面漿的用量及漿種差別很大，芯漿和面漿的干燥溫度曲線各不相同，其蒸汽用量也不相同。因此，烘缸供熱系統必須控制兩條溫度曲線，保證芯漿和面漿都有各自的低溫缸、中溫缸和高溫缸。紙板兩面的干燥速度應該相同，否則由于紙板兩面干燥速度不同而使紙板產生翹曲。解決翹曲問題的關鍵是烘缸的分段。
紙板機干燥的第2個特點是品種的變化大、定量變化大，除了改變溫度曲線外,還要對主烘缸(#11,φ5m大缸)的干燥進行特殊設計。在生產高定量紙板時，φ5m大缸供熱壓力可能超過一段壓力，而在生產低定量紙板時，φ5m大缸供汽壓力可能接近二段壓力，這種跨段壓力改變將對系統的節能和干燥能力產生巨大影響。我們對φ5m大缸采用單獨供汽，疏水采用進口的汽水控制器，取得了很好的使用效果。
2、供熱系統流程及設計思路
來自電站的300℃過熱蒸汽經減溫器和TIC-101將溫度減到180～200℃后提供給紙板機使用，減溫水用冷凝水箱的軟水。微過熱蒸汽有利于干燥工藝。主蒸汽壓力控制在0.5MPa，除#11大缸外，其它用汽設備都采用特別設計的孔板疏水器疏水，確保用汽設備不積水。#11大缸、軟壓光、熱風箱均單獨供汽，#7、#9、#14～#21烘缸為一段，#4、#5、#6、#8、#10、#12、#13烘缸為二段，#1～#3烘缸為三段。
熱風箱的高壓冷凝水到101閃蒸罐閃蒸，閃蒸汽供一段使用。101罐冷凝水流向102罐再次閃蒸。#11大缸、軟壓光、一段缸的冷凝水到102閃蒸罐閃蒸，閃蒸汽由引射器抽回一段使用。一段烘缸供汽和排水之間的壓差由PdIC-101和引射器控制，供汽壓力由PIC-102控制，都從蒸汽主管供汽。102罐冷凝水流向103罐再次閃蒸，二段缸的冷凝水到103閃蒸罐閃蒸，閃蒸汽由引射器抽回二段使用。二段烘缸供汽和排水之間的壓差由PdIC-201和引射器控制，供汽壓力由PIC-103控制，引射器由蒸汽主管供汽，壓力控制由一段補汽。103罐冷凝水流向104罐再次閃蒸，閃蒸汽供三段使用，103罐的閃蒸汽給三段補汽并通過手閥控制三段的壓力，三段冷凝水和104罐冷凝水排到冷凝水箱。此時冷凝水箱的水溫度已較低，可用泵抽回鍋爐。
引射器的作用有兩點：提升低品位閃蒸汽循環使用，建立烘缸壓差,保證烘缸不積水。通過梯次上下段的補汽，使系統中的不凝氣體有一條排出通道，系統不會積聚越來越多的不凝氣體。通過四級閃蒸，充分利用蒸汽的熱能。
從設計上看，該系統的3條線十分明晰，即汽路、水路和不凝氣體路。汽路采用并聯方式，減少段之間的相互擾動，各段供汽相對獨立。水路采用串聯方式，實現多級閃蒸。不凝氣體路采用串聯方式，使不凝氣體對大氣有一條排放通道。
我們認為，紙機供熱系統的設計應遵循以下8條原則：
(1)系統的適應性。在紙機變換品種和改變工藝時，能夠適應這種變化，而不會產生烘缸積水、不節能、不能調節、上下段相互影響等負作用;(2)在暖缸時，排盡不凝氣體;(3)烘缸排水不積水，盡量少排蒸汽;(4)使用二次蒸汽，節省能源;(5)在正常使用過程中，設計不凝氣體的排出通道，不能使系統中的不凝氣體越積越多;(6)設備應具備穩定性和可靠性;(7)設備的可操作性;(8)控制回路適當。
3、關鍵設備介紹
3.1蒸汽引射器
蒸汽引射器是一種沒有運動部件的熱力壓縮器。高壓蒸汽通過噴嘴減壓增速形成一股高速低壓氣流，帶動低壓蒸汽運動，進入接受室、混合室和擴散室，兩股共軸蒸汽的速度得到均衡，同時混合蒸汽的速度降低，壓力提高，得到中壓蒸汽。蒸汽引射器可以代替閥門的節流式減壓，利用蒸汽減壓前后能量差，使工作蒸汽在減壓過程中將蒸汽冷凝水閃蒸罐中的閃蒸汽的壓力提高，形成中間壓力的蒸汽供給紙機使用。同時，閃蒸罐的壓力也因為蒸汽引射器的抽吸而降低，增大了紙機的排水壓差。
表1、引射式供熱系統應用前后效果對比
項 目 改造前 改造后
進缸最高蒸汽壓力 0.3～0.4MPa 0.2～0.3MPa
表面溫度 0.4MPa時130℃ 0.3MPa時130℃
排水溫度 100℃左右 60℃左右
溫度曲線 不穩定 基本穩定
烘缸排水情況 經常堵塞 無堵塞
3.2多功能汽水控制器
多功能汽水控制器是根據國外技術開發的熱工產品，全機械結構，免維護設計。它包含以下主要結構和功能：
(1)自動排空閥，自動排空不凝氣體;(2)自動排水閥，自動排水，不排蒸汽;(3)破汽鎖閥，破除由虹吸管帶來的汽鎖，保證烘缸不積水。破汽鎖的速度可調，由于獨特的膨脹囊設計，破汽鎖的速度并不因烘缸的進汽壓力而改變;(4)水錘導向裝置，防止和抗擊水錘的破壞;(5)蒸汽(冷凝水)過濾器。
工作過程：在紙機開機時，烘缸和管道內的空氣由排空閥自動排除；空氣和冷水來時，排水閥和排空閥同時工作，排除空氣和冷水。
4、使用效果分析
該蒸汽引射式供熱系統在我公司#4機使用2個月以來，效果相當顯著，見表1。
改造前后比較：由改造前噸紙耗汽3.68t降至改造后的2.2t，蒸汽單耗平均降低1.48t/t紙，節汽率近40%，以噸汽成本50元計算：
年節汽：30t紙/d×1.48t汽/t紙×365d×90%=14585.4t
一年經濟效益：14585.4t×50元/t=729270元
該系統投資共計35萬元，6個月即可收回投資。
總之，蒸汽引射式系統在我公司的應用，不僅使工藝控制技術得到了提高，生產操作條件得到了改善，自動控制效果好，而且節能效果明顯，經濟效益可觀，投資回收期短，值得推廣應用。 |
