异地供丝条件下的锅炉供汽压力模式

2019-12-23王志杰张永江刘次刚

设备管理与维修 2019年16期

王志杰，张永江，刘次刚

（河南中烟工业有限责任公司洛阳卷烟厂，河南洛阳 471003）

0 引言

异地供丝是指由生产规模较大的卷烟厂集中制丝，在保证自身生产需要的基础上，向规模较小的异地卷烟厂配送烟丝进行卷制包装。烟草行业省级中烟公司作为法人实体，一般下辖若干家卷烟厂，由于各卷烟厂地域条件、产能规模及工艺技术水平存在差异，且生产力布局较为分散，不利于生产组织集约化和产品均质化。实施异地供丝，压缩落后制丝线产能，发挥新技改制丝线产能，不断提高资源利用率，实现生产组织集约化、产品加工均质化，是当前烟草企业的一项重大变革。

某卷烟厂实施异地供丝后，制丝设备停止运行不再使用蒸汽，锅炉设备生产的蒸汽仅需保证中央空调系统和生活换热需求，使用蒸汽量降低约70%。而原有供汽设备为额定产能10 t/h的天然气锅炉，制丝全线运行时需要开启2 台锅炉，异地供丝后开启1 台锅炉蒸汽产能还有较大富余，与异地供丝后的蒸汽需求不相匹配，更换与实际需求匹配的锅炉设备投入大，造成锅炉设备能源消耗量大，能源转化效率低，与企业提出的“优质、高效、低耗”金叶制造目标相背离。

1 蒸汽的生产

蒸汽的主要用途有加热、加湿，还可以产生动力驱动机器。根据压力和温度，将蒸汽分为饱和蒸汽和过热蒸汽。一般卷烟企业使用的是饱和蒸汽，饱和蒸汽是在一个大气压下，温度为100 ℃的蒸汽，温度不能再升高，是饱和状态下的蒸汽。卷烟企业使用蒸汽的主要用于加热或加湿物料、控制环境温湿度。

2 供汽压力设定

该卷烟厂配置的是燃气锅炉，使用天然气加热，使水汽化成蒸汽完成热能转换。水在锅（锅筒）中不断被炉里气体燃料燃烧释放的能量加热、温度升高并产生带压蒸汽。由于水的沸点随压力的升高而升高，锅是密封的，水蒸汽膨胀受到限制而产生压力形成热动力。该卷烟厂原有3 台锅炉，开2 备1，需要锅炉设备连续不间断运行，异地供丝生产模式启动后，蒸汽使用量大幅度下降，正常生产仅需1 台锅炉间断运行，保证0.4 MPa 以上的蒸汽压力，即可满足使用要求。

探索在新运行条件下，设定不同的锅炉供汽压力，既能保证蒸汽品质又能使锅炉节能运行，制订出锅炉运行的最佳节能操作模式。根据锅炉的性能、工艺要求及生产规律等情况，提出4种供汽压力模式，各进行1 周时间的实际测试。

2.1 模式一

需要使用蒸汽时，启动锅炉并将锅炉压力设定值设为0.6 MPa，停炉值设定为0.7 MPa，大火快速升压，当锅炉蒸汽压力达到0.7 MPa 自动停炉后，蒸汽压力缓慢下降到0.4 MPa 后，再次启动锅炉，重复以上操作。

2.2 模式二

需要使用蒸汽时，启动锅炉并将锅炉压力设定值设为0.7 MPa，停炉值设定为0.6 MPa，大火快速升压，当锅炉蒸汽压力达到0.6 MPa 自动停炉后，蒸汽压力缓慢下降到0.4 MPa 后，再次启动锅炉，重复以上操作。

2.3 模式三

需要使用蒸汽时，启动锅炉并将锅炉压力设定值设定为0.8 MPa，停炉值设定为0.8 MPa，大火快速升压，当锅炉蒸汽压力达到0.8 MPa 自动停炉后，蒸汽压力缓慢下降到0.4 MPa 后，再次启动锅炉，重复以上操作。

2.4 模式四

需要使用蒸汽时，启动锅炉并将锅炉压力设定值设定为0.9 MPa，停炉值设定为0.9 MPa，大火快速升压，当锅炉蒸汽压力达到0.9 MPa 自动停炉后，蒸汽压力缓慢下降到0.4 MPa 后，再次启动锅炉，重复以上操作。

统计4 种模式下的蒸汽产量、自来水使用量、用电量、天然气使用量，结果见表1。

表1 供汽压力锅炉快速升压能源消耗统计

2.5 模式五

以上4 种模式都是大火快速升压运行，但停炉压力不同，通过初步数据分析，选择单耗最小的模式三，进行锅炉小火缓慢升压试验。需要使用蒸汽时，启动锅炉并将锅炉压力设定值设为0.4 MPa，小火缓慢升压，停炉值设定为0.8 MPa，当锅炉蒸汽压力达到0.8 MPa 自动停炉后，蒸汽压力缓慢下降到0.4 MPa 后，再次启动锅炉，重复以上操作。

对蒸汽量、自来水使用量、用电量、天然气使用量进行统计，结果见表2。

表2 供汽压力锅炉缓慢升压能源消耗统计

3 能源转化效率分析

对5 种供汽模式的能源转化效率进行计算，分别得到自来水转化效率对应的水汽比、电转化效率对应的电汽比、天然气转化效率对应的气汽比的数据，水汽比、电气比、气汽比对应的数值越低说明能源转化效率越高，数值越高说明能源转化效率越低，见表3、图1。

表3 锅炉能源转化效率统计

图1 锅炉能源转化效率统计

（1）自来水转化效率。自来水转化效率从高到低依次为：模式三＞模式二＝模式五＞模式一＞模式四。

（2）电转化效率。自来水转化效率从高到低依次为：模式三＞模式五＞模式二＞模式一＞模式四。

（3）天然气转化效率。自来水转化效率从高到低依次为：模式三＞模式五＞模式二＞模式一＞模式四。

综合分析自来水、电、天然气3 种锅炉消耗的能源，模式三转化效率最高，模式四转化效率最低。具体指标：5 种模式水汽比、电汽比差异较小，气汽比差异较大，气汽比最高值为132.5 m3/t，最低值为69.5 m3/t，气汽比相差63 m3/t。因此，根据实际供汽需求，选择适宜的锅炉供汽压力，能大量节约水、电和天然气消耗。