一 前言

輪胎橡膠行業(yè)是能源消耗大戶，對(duì)空排汽浪費(fèi)的能量，大得驚人。對(duì)于一個(gè)中等規(guī)模的廠，這方面浪費(fèi)的價(jià)值都超過(guò)數(shù)千萬(wàn)。這些能量在工廠內(nèi)部無(wú)法找到回收利用的途徑和目標(biāo)。在熱力學(xué)上，這叫做熵過(guò)剩現(xiàn)象。

此前人們一直在探索一些乏汽回收的措施，所有試圖在自身系統(tǒng)中循環(huán)利用的措施全部失敗了，因?yàn)槿魏未胧┤绻晃胀鈦?lái)能量，只能使熵增加。這樣不僅不能回收利用，反而導(dǎo)致排放量增加，這是熱力學(xué)上的“孤立系統(tǒng)熵增原理”。

可是我們采用汽汽引射器來(lái)提升低壓蒸汽的壓力，其動(dòng)力并不是來(lái)自外來(lái)能量，而是利用工作蒸汽自身的做功能力，這部分做功能力本來(lái)是為了讓蒸汽適應(yīng)設(shè)備要求以節(jié)流摩擦的方式浪費(fèi)掉的，是無(wú)額外成本獲得的。而從罐抽取的蒸汽量約等于罐的排放量也是無(wú)額外成本獲得的。所以這種回收方案的經(jīng)濟(jì)效益特別顯著，半年即可收回全部投資。

二 技術(shù)可行性

以某廠為例，廠內(nèi)自用汽量約為1230t/d，平均每小時(shí)自用50噸左右，而生產(chǎn)過(guò)后產(chǎn)生的剩余蒸汽品質(zhì)均比較低，壓力約為0.1MPa之內(nèi)，流量約為20-30t/h，工藝上很難再直接利用。

1、乏汽量分析：

根據(jù)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)總失水率約為2/3，其中至少有一半以乏汽形式由0bar罐對(duì)空排放，而0bar罐高溫水汽的主要來(lái)源是5bar罐，至少占70%，這樣0bar排放乏汽量至少應(yīng)為：18t/h×2/3×1/2×70%＝4.2t/h

為了提高引射器的工作效率，本方案采取從5bar罐抽汽的方法，截流去向0bar罐的蒸汽，將其工作壓力由原5bar抽低至3bar。采用的高壓汽源為現(xiàn)場(chǎng)提供的1.45MPa.A，196℃蒸汽（正常情況工作蒸汽壓力）。這樣不僅節(jié)能，而且由于增加輪胎模具的工作壓差，還可提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。

2、引射計(jì)算：

經(jīng)高遠(yuǎn)公司專用設(shè)計(jì)軟件，計(jì)算結(jié)果如下：

可知：用16t/h，1.45MPa.A高壓蒸汽抽吸2t/h，0.4MPa.A。可獲得18t/h，0.9MPa.A的中壓蒸汽。如果高壓蒸汽壓力進(jìn)一步提高，則可回收所有的4.5t/h閃蒸汽。以下姑且以回收2t/h的較低效狀態(tài)予以分析介紹。

3、系統(tǒng)簡(jiǎn)述：

高壓蒸汽取自分汽包進(jìn)汽口，低壓蒸汽取自5bar罐，將低壓蒸汽管道引至分汽包附近，用高壓蒸汽抽吸低壓蒸汽，然后將得到的中壓蒸汽輸送到8bar管道供系統(tǒng)用汽（系統(tǒng)流程圖見(jiàn)附頁(yè)）。

三 改造工程的投資計(jì)算

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況進(jìn)行投資改造，主要投資為：蒸汽管道、汽汽引射器、閥門(mén)儀表及施工費(fèi)用等。以該廠二條帶除氧器生產(chǎn)線中的一條線為例：

DN150管道長(zhǎng)度約300m，投資：300m×1500元/m＝450000元，即45.00萬(wàn)元，

DN200管道長(zhǎng)度約40m，投資：40m×2000元/m＝80000元，即8.00萬(wàn)元，

即管道總投資約53.00萬(wàn)元（含管材、保溫、支吊架、人工、輔材、特殊措施費(fèi)等）

汽汽引射器設(shè)備型號(hào)：SSJA18-1.45/196-0.4/143-0.9/178，投資：

213000元，即21.30萬(wàn)元，

閥門(mén)儀表等共計(jì)：10.00萬(wàn)元，

設(shè)計(jì)費(fèi)（2%）、調(diào)試費(fèi)（3%）、培訓(xùn)費(fèi)（2%）等共計(jì)：6.35萬(wàn)元，

合計(jì)：90.65萬(wàn)元。

四、改造投資的效益回收計(jì)算

1、總投資計(jì)算：

由（三）中改造投資計(jì)算可知，一條生產(chǎn)線總投資需要90.65萬(wàn)元；

二條生產(chǎn)線總投資合計(jì)：90.65萬(wàn)元×2＝181.3萬(wàn)元。

2、回收乏汽量：

由（二）中技術(shù)可行性計(jì)算可知：一條生產(chǎn)線可回收低壓蒸汽2t/h。

3、回收蒸汽價(jià)值計(jì)算：

由于回收的0.3MPa蒸汽價(jià)值低于0.8MPa蒸汽，所以其價(jià)值應(yīng)進(jìn)行如下?lián)Q算：

0.8MPa.g飽和蒸汽焓值為2774kj/kg，5bar罐內(nèi)0.3MPa.g飽和凝結(jié)水焓值605kj/kg，

0.8MPa.g飽和蒸汽可利用焓差為：（2774-605）kj/kg

同理：0.3MPa.g飽和蒸汽可利用焓差為：（2738-605）kj/kg

該廠蒸汽0.8MPa成本價(jià)103元/噸，則乏汽價(jià)格折算為：

103元/噸×（2738-605) kj/kg/（2774-605）kj/kg＝101.3元/噸。

4、除氧器耗汽增加量計(jì)算：

由5bar罐降壓至3bar運(yùn)行，水溫降低，增加了除氧器用汽量，計(jì)算如下：

5bar罐內(nèi)壓力由0.5MPa.g降至0.3MPa.g，罐內(nèi)溫度降低約16℃。

每公斤水需額外消耗的焓值為：16℃×4.1868kj/（kg·℃）=67kj/kg。

5bar罐內(nèi)流向除氧器內(nèi)的水流量約為6t/h，則每小時(shí)需額外消耗的焓值為：

6t/h×67kj/kg=402000kJ/h。

0.8MPa.g飽和蒸汽焓值為2774kj/kg，

除氧器額外消耗的熱量折合0.8MPa.g飽和蒸汽質(zhì)量為：

402000kj/h÷2774kj/kg＝145kg/h, 即0.145t/h

5、最終，每小時(shí)節(jié)約成本為：

2t/h×101.3元/t - 0.145t/h×103元/t＝187.7元/h

全年平均生產(chǎn)按8000小時(shí)計(jì)算，每年可收回投資：

8000h×187.7元/h＝1501600元，即150.16萬(wàn)元。

以上計(jì)算結(jié)果為該廠二條帶除氧器生產(chǎn)線中一條線計(jì)算，則總計(jì)可節(jié)約：

150.16萬(wàn)元×2＝300.32萬(wàn)元。

即全年節(jié)能效益300.32萬(wàn)元，投資回收期約為7個(gè)月。

五 結(jié)論

從以上分析知，用汽汽引射器吸收5bar罐蒸汽，方案可行，勢(shì)在必行。

試想:全國(guó)類似輪胎廠1000余座，其節(jié)能潛力在30億以上，的確是鼓舞人心的。

附頁(yè)

汽汽引射器系統(tǒng)流程示意圖：