螺旋板換熱器的應(yīng)用與節(jié)能

發(fā)布時(shí)間：2009-12-8 瀏覽：2926

      摘要:國產(chǎn)螺旋板換熱器質(zhì)量和效果不及進(jìn)口產(chǎn)品,是該設(shè)備在國內(nèi)得不到推廣的關(guān)鍵。工程技術(shù)人員對它的優(yōu)越性和使用經(jīng)濟(jì)效果認(rèn)識不足則是企業(yè)不積極運(yùn)用該設(shè)備的主要原因。而在適宜使用螺旋板換熱器的場合大膽選用該設(shè)備,不僅利用了其占地面積小、換熱系數(shù)大、自清理能力強(qiáng)等特點(diǎn),如在回收廢熱等場合利用,還可充分發(fā)揮其完全逆流換熱的特性,提高熱能利用率,迅速收回項(xiàng)目投資,產(chǎn)生長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。關(guān)鍵詞:螺旋板換熱器;廢熱回收;冷卻水;節(jié)能;效益

　　與列管式換熱器相比,螺旋板換熱器具有換熱系數(shù)大、體積小、自清理能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn),已廣為介紹,應(yīng)該成為液體加熱、冷卻過程的首選工藝設(shè)備。但到目前為止,螺旋板換熱器在國內(nèi)的運(yùn)用仍很鮮見,遠(yuǎn)不及國外普遍,國內(nèi)螺旋板換熱器制造水平尚未得到提高,生產(chǎn)也沒有形成規(guī)模。

　　為推動螺旋板換熱器的應(yīng)用,節(jié)約能源,現(xiàn)將本公司使用螺旋板換熱器的曲折過程和運(yùn)用效果作一詳細(xì)介紹,供石化、化工、醫(yī)藥等行業(yè)的技術(shù)人員借鑒,共同為社會節(jié)能工作盡力。

　　我公司早期的醋酸回收生產(chǎn)流程中,由于萃余相蒸餾塔塔底廢液只經(jīng)過一級列管換熱器冷卻,將廢熱傳給萃余相蒸餾塔進(jìn)料,預(yù)熱進(jìn)料,但廢液溫度較高,達(dá)不到對廢水處理的溫度要求,就決定增加一臺螺旋板換熱器,用循環(huán)冷卻水對廢液進(jìn)行二級冷卻�？紤]到廢液中有少量懸浮物,易析出結(jié)垢,需要定期進(jìn)行清垢處理,就選用了一臺國產(chǎn)單面可拆卸式螺旋板換熱器。技術(shù)、維修人員為堵漏費(fèi)盡周折,總算勉強(qiáng)解決了密封問題。但由于設(shè)備先天不足,滲漏問題時(shí)隱時(shí)現(xiàn)。

　　事隔五年,在醋片生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大一倍,增加一套相同規(guī)模的醋酸回收裝置時(shí),醋酸回收設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到99. 5 % ,無論是非標(biāo)的萃取塔、主蒸餾塔等,還是標(biāo)準(zhǔn)的加熱設(shè)備,除該換熱器選用進(jìn)口產(chǎn)品外,其余都使用了國產(chǎn)設(shè)備。

　　去年,老單元醋酸回收裝置中的萃余相蒸餾塔進(jìn)料預(yù)熱器因殼程結(jié)垢嚴(yán)重,出現(xiàn)堵塞,不僅熱效率明顯下降,且影響正常生產(chǎn),需要改造。該預(yù)熱器原是一臺換熱面積100m2的列管式換熱器,殼程走萃余相蒸餾塔進(jìn)料,溫度為45℃,壓力0. 4MPa左右;管程走萃余相蒸餾塔塔底廢液,溫度為100℃,壓力0. 4MPa左右,該廢液熱量部分被進(jìn)料吸收后,再進(jìn)入上述的二級螺旋換熱器,用循環(huán)冷卻水冷卻至規(guī)定溫度后,進(jìn)入廢水系統(tǒng)處理。由于管、殼程介質(zhì)都較臟,易結(jié)垢,因此傳熱效率較低,必須定期清理管程結(jié)垢,而清理殼程污垢就更難,開“膛”破“肚”清垢,又擔(dān)心切割時(shí)火星或高熱引起爆炸燃燒事故,其它方法清垢又不夠徹底。在討論增資技改方案時(shí),考慮到雙螺旋板式換熱器自清理能力強(qiáng),又無管程、殼程之分,兩側(cè)都可以打開清洗的特點(diǎn),且換熱系數(shù)大,能最大限度地將廢液中的熱量傳遞到進(jìn)料中,有利于降低蒸餾蒸汽用量和冷卻時(shí)循環(huán)冷卻水用量,決定改用進(jìn)口螺旋板式換熱器。根據(jù)生產(chǎn)參數(shù)和該設(shè)備的換熱能力等進(jìn)行計(jì)算,得出結(jié)論:改用螺旋板式換熱器后,所有改造費(fèi)用不到兩年,就可以通過節(jié)約蒸汽和循環(huán)冷卻水而全部收回。后來反復(fù)調(diào)研,又提出了采用國產(chǎn)螺旋板換熱器的建議,并一一列出了國產(chǎn)螺旋換熱器的缺陷,提請?jiān)O(shè)備制造廠家在生產(chǎn)制造工藝上作具體的改進(jìn)。在設(shè)備生產(chǎn)過程中,我公司機(jī)械、工藝、維修人員提出介入整個(gè)加工生產(chǎn)過程,并在材料選用、加工工藝、焊接工藝等方面提出具體要求,嚴(yán)格進(jìn)行中間檢查和把關(guān),終于生產(chǎn)出了雙方都較滿意的產(chǎn)品。2000年11月底大檢修中,該換熱器被安裝就位。開車后運(yùn)行正常,沒有滲漏現(xiàn)象,雖換熱面積減少至四分之三,僅有74m2 ,換熱效果仍大幅度提高。由于二期運(yùn)行時(shí)間較長,更換前列管換熱器殼程局部已堵塞,傳熱系數(shù)極低,更換前列管式換熱器運(yùn)行參數(shù)和更換后使用螺旋板式換熱器的運(yùn)行參數(shù)已大相徑庭,差距太大,比較時(shí)無說明力。我們將更換使用兩個(gè)月后的螺旋板換熱器與新建醋酸回收裝置中工藝作用、介質(zhì)性質(zhì)和流量基本相同的面積為100m2列管換熱器的運(yùn)行參數(shù),與之作一比較,以對這個(gè)技改項(xiàng)目作一較全面的經(jīng)濟(jì)效益分析。更換螺旋板式換熱器項(xiàng)目費(fèi)用共計(jì)23萬元,目前老單元、新單元運(yùn)行參數(shù)如表1所示(管、殼程廢液性質(zhì)與水性質(zhì)基本相近,廢水比熱按水比熱計(jì)算)由表1可知,由于管、殼程介質(zhì)都易結(jié)垢,熱交換系數(shù)偏低。螺旋板換熱系數(shù)低,與螺旋板未能使用2mm不銹鋼板,而用3mm不銹鋼代替有關(guān),但盡管如此,比較可得:使用螺旋板換熱器后,多回收廢熱5278GJ / a。在萃余相蒸餾過程中,我們采用0. 4MPa蒸汽直接加熱工藝,送出廢液必須用循環(huán)冷卻水冷卻到50℃以下,以利廢水發(fā)酵處理。循環(huán)冷卻水溫通常為27℃,出二級螺旋換熱器的回水溫度通常為48℃。根據(jù)此工藝特點(diǎn)和生產(chǎn)成本,計(jì)算效益如下:節(jié)約蒸汽成本: (蒸汽有效熱量按2. 45GJ / t汽,蒸汽成本按50元/ t計(jì))節(jié)約量= 5278/ 2. 45 3 50 = 107714(元/年) ;減少廢水排放費(fèi)用: (不計(jì)廢水處理費(fèi),排放費(fèi)按1元/ t計(jì))節(jié)約量= 5278/ 2. 45 = 2154(元/年)減少冷卻水費(fèi)用: (循環(huán)冷卻水成本按0. 11元/ t計(jì))節(jié)約量= (5278 3 1000 + 2154 3 (75 - 50) / (48 -27) 3 0. 11 = 27929 (元/年)

　　該項(xiàng)目合計(jì)節(jié)約成本13. 78萬元/年,項(xiàng)目投資23萬元可在二年內(nèi)收回。

　　綜上所述,使用螺旋板換熱器的節(jié)能效果明顯,不僅有經(jīng)濟(jì)效益,社會效益也十分明顯。為此,我們已將新增擴(kuò)建單元列管式換熱器的改造列入今年的增資項(xiàng)目,代以螺旋板換熱器。

 

　　我國能源利用效率低,工業(yè)產(chǎn)品能耗高,與企業(yè)設(shè)備老化或更新慢,不愿承擔(dān)使用新技術(shù)、新設(shè)備帶來的風(fēng)險(xiǎn)有很大關(guān)系。隨著(節(jié)能法)頒布及其配套實(shí)施細(xì)則的貫徹執(zhí)行和我國加入WTO競爭的加劇,企業(yè)將從遵守法律、參與國際競爭、提高經(jīng)濟(jì)效益等多個(gè)角度考慮節(jié)能工作,勢必要求工藝、機(jī)械、管理、設(shè)計(jì)人員加快對節(jié)能新技術(shù)、新設(shè)備的運(yùn)用步伐,提高效益,提高競爭力。工程技術(shù)人員必須勇敢地迎接挑戰(zhàn),設(shè)備制造廠家更應(yīng)抓住機(jī)遇,在越來越激烈的競爭中求得更大發(fā)展的同時(shí),為利國利民的節(jié)能工程共盡一份責(zé)任和義務(wù)。