提高五效装置蒸发效率

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1、提高五效装置蒸发效率张有贵（上海石油化工股份有限公司腈纶部200540）摘要：以腈纶事业部五效蒸发装置为实例，通过对其系统的余热利用，提高了系统进料的温度，节约了大量蒸汽；同时，提高了五效装置蒸发能力，使其汽、水比在同等情况下可提高2.4%。为企业创造了较好的经济效益，也为今后节能工作带来新的启发。关键词：蒸发、余热利用、换热器、节能。前言:腈纶事业部主要能耗为水、电、汽，其中蒸汽约占事业部产品综合能耗的64%，因此，减少蒸汽的消耗，可大幅降低事业部产品综合能耗。所以，我们重点抓住蒸汽耗量较大的五效蒸发装置（SPC—Ⅲ）设备进行技术改造，提高五效蒸发装置蒸发效率，达到了节能降耗目的。一、利用系

2、统余热提高进料温度可行性探讨五效蒸发装置（SPC—Ⅲ）是从美国进口的设备，五效蒸发装置的系统工艺流程见下图:图一五效蒸发装置工艺流程图其一次加热蒸汽进入一效蒸发器内，通过换热来加热从纺丝装置送来的浓度约12%的硫氢酸钠（NaSCN）稀溶液，二次蒸汽分别经二效、三效、四效、五效几次加热，其中一至四效的大部分二次蒸汽的蒸发冷凝水送往冷凝水汇集槽，而从第五效排出的蒸发冷凝水，经743#换热后送往污水站；从一效蒸发器内排出的一次蒸汽的冷凝水经7031#换热器后排放。但7031#7换热器出口的蒸汽冷凝水的温度一般均在100℃至105℃之间，原系统设计中并没有对这部分蒸汽冷凝水的热量进行再利用，而是直接将

3、这部分冷凝水排送到回水泵房。如果我们能将这部分热量充分加以利用，加热进入五效蒸发装置的浓度约12%的硫氢酸钠(NaSCN)稀溶液，提高其系统的进料温度，则既可提高五效蒸发装置的蒸发效率，又可节约蒸汽用量降低纤维产品的生产成本。1、五效蒸发装置系统现状五效蒸发装置的一次蒸汽冷凝水经7031#换热器热交换后，其温度约为T=100℃左右，最高流量QMAX=36t/hr，压力P=0.3MPa，直接进入回水泵房后(见图一中的虚线部分走向)，被送往南装置作水洗水(替代纯水)使用，但因其温度高出南装置所需的水洗温度(55℃)，需加入大量纯水降到适合的温度时才能使用。若能将五效蒸发装置一次蒸汽冷凝水的中热能用

4、来预热进入第四效的硫氢酸钠(NaSCN)稀溶液（系统为错序进料），对于提高五效蒸发效率，节约蒸汽，减少纯水补充量都能产生较好效果。2、系统余热利用的可行性分析2.1系统进料温度的理论计算:原系统中对热能的综合利用设计时就考虑的比较合理，特别是第五效出口浓度为52%的硫氢酸钠(NaSCN)浓溶液温度较高，必须降温后才能进入下道工序使用，所以，将温度较低、浓度为12%的硫氢酸钠(NaSCN)稀溶液经710#与系统出料浓度为52%的浓硫氢酸钠(NaSCN)溶液进行热交换后，进入系统时的温度为38℃至42℃，而另一路进料经743#换热后其出口处的硫氢酸钠稀溶液温度为68℃至73℃，当743#和710#

5、出口稀溶液合并后，T点的温度为61℃至62℃。若利用五效蒸发装置一次蒸汽冷凝水的热能对从710#出来的硫氢酸钠稀溶液再次换热，提高其温度，假设热交换是在绝热情况下进行，则根据热平衡公式计算如下：Q1=Q2C1×J1×ρ1×△T1=C2×J2×ρ2×△T2=1×36×1×(100–T1)=0.78×50×1.06×(T1-42)所以T1=69℃Q1：蒸汽冷凝水可释放的热量；Q2：硫氢酸钠稀溶液可吸收的热量C1：冷凝水比热1kcal/kg.℃；C2：NaSCN稀溶液比热0.78kcal/kg.℃J1：蒸汽冷凝水流量36m3/h；J2：经过710#的稀溶液流量50m3/hρ1：冷凝水比重1.0kg/

6、dm3ρ2：NaSCN稀溶液比重1.06kg/dm3若按7031#出口蒸汽冷凝水温度以100℃计算，则理论上可将进入第四效的硫氢酸钠稀溶液的温度可从61℃提高到69℃，即743#、710#出口合并后T点的温度由61℃提高到69℃，净提高8℃。同时，由于系统的进料温度提高了，从而提高五效蒸发速率，也提高了其汽、水比(即蒸发出的水分与所用蒸汽量之比)，达到提高五效装置蒸发效率的效果。2.2五效装置蒸发装置余热利用的工艺流程：因换热需要加装一台板片式换热器，称之为7035A。考虑到710#出口处的NaSCN稀溶液温度比743#出口温度低的多，因此，对710#7出口料液加热，其换热效果会更好；另外，7

7、035A安装在710#与7035#之间，并附设旁通管路，若7035A有故障需处理，只要隔离7035A，打开旁通，恢复原运行方式即可。加装7035A换热器的工艺流程见图一中的实线走向。2.3加装7035A板片式换热器的换热面积计算按平均温差法计算：式中：A-换热面积Q-换热量ΔΤm-平均温差K-板片式换热器的经验总传热系数表一：板片式换热器的经验总传热系数K值物料水—水水蒸汽—油水蒸汽—水气—水K（