如何在真空制盐过程中实现节能降耗浅析

1、如何在真空制盐过程中实现节能降耗浅析能源作为人类生存和发展的重要物质基础，对国民经济和社会发展起着支撑和约束作用， 节能对缓解能源的约束矛盾、保障国家能源安全、提高经济增长质量和效益、保护环境的有着极为重要的意义，企业作为经济活动中的经营主体，不但要加快自身的发展，而且要切实履行 社会责任，这既是社会的客观要求，也是企业自身发展的需要。关键词：真空制盐节能异步电动机循环泵新技术在近几年的社会快速发展中，我国社会逐渐发现节能降耗成为了眼下阶段最重要的一个话 题，这不但影响着企业和社会的发展，而且也对人类生活的环境产生了很大的影响。所以节能 降耗将在未来的许多年内成为社会发展的主要话题。随着近几年

2、来国际交往的增多和引进设备的逐渐消化吸收，国内不少制盐企业都因地制宜的对老设备进行了适当改造或改进，在节能降耗上都得到了一定成效。但从总体上说，与发达国家相比差距还很大。如国内的真空制盐企业 应用的大多为四效真空蒸发，但这种生产方式的蒸发经济，国内大多达不到3,吨盐热量消耗平均36x 105kJ38x 105kJ，而国外四效真空蒸发的蒸发经济则一般都达到3以上，吨盐热量消耗均仅14X 105kJ17X 105kJ左右。截至1997年底，国内主要真空制盐企业的几大技术指 标与原定2000年盐业发展的战略目标（蒸发经济达到3.74 ;单位面积产量达15.75kg/m2' h; 综合能耗达到

3、96kg标煤/t盐；蒸发强度达到47.25kg水/m2' h）相比还有不小的差距。这从另 外一个角度可以显示出我国真空制盐企业在资源的使用上相较外国先进技术下的企业要有更 多的浪费。差距从某种角度上也可以说是所在着可以开发的更多潜力，目前差距不在工艺而在设备。 这些主要是因设备的材质、结构、性能和效率造成的差距。因此多现行设备的改造、改进很有 必要，这样才能更好的实现对有限资源的节能降耗。 一 蒸发装置的改造选型与节能蒸发强度的大小是制盐技术水平的重要标志之一，也是工艺、设备、操作、管理能力的综 合反映。目前国内绝大多数制盐蒸发罐都是沿用国外五六十年代通用流行的外加热强制循环切 向进料

4、蒸发罐。该类型蒸发罐在我国真空制盐发展史上，确确实实地发挥了极大的作用。但随着时间的推移、随着经验的积累、认识的加深，特别是技术的进步，它的缺欠之处也越来越明 显的显露在企业面前。其主要缺欠一是因切向进料所产生的旋涡损失大，循环泵动力消耗高； 二是因维持较局静液柱引起循环热短路，造成有效温差损失大（有时该损失占总有效温差的10吮15%）;三是沸腾区固相分布不均匀，产生严重的固相偏析而引起罐壁结疤结垢，且使盐 粒细而杂等。近年来人们开始寻求解决上述缺欠的途径。在1989年自贡张化厂从瑞士引进10万t/a热压轴向进料蒸发罐和1991年湖北应城盐矿引进20万t/a真空蒸发轴向进料罐起，在 1992、

5、1993相继乂有湖北7工汉油田盐化总厂、云南昆明盐矿等引进的盐硝联产设备和湖南湘衡盐矿15万t/a，湖北省双环化工集团12万t/a改造、湖北应城市制盐厂5改10工程，以 及四川渠县盐厂兴建8万t/a真空制盐装置到最近自流井盐厂18万t/a技改项目均系轴向进 料的成功之作。从上述各厂家的生产统计和查测数据看，都说明轴向进料罐型优丁切向型。在同样热源温度状态下，因轴向进料全部加热料液经轴向中心扩散管均匀平缓地送至液面蒸发， 减小甚至消除了热短路而使有效温差增大（约20%）;因料液经中心扩散管平稳进入，无飞溅， 热流体上升顺应自然循环规则，无涡流产生，使循环泵功率消耗降低（约30%）;由丁轴向中心扩

6、散进料无急暴性沸腾现象，液面平稳不需过高的静液柱，使蒸发空间增大蒸发强度得到提高 （提高30吮50%）;其对比数据见表1、表2。进料 力式效别循环泵配用电机型号转速(r/min)功率（kW）电流（A）切向IAd 61050090170180nAd 61050075150 160mAd 61050075150 160轴向iAd 61050090140 150nAd 61050075110 120mAd 610 50075110 120表1湖北应城市制盐厂5万t/a改造对比数据表效别蒸发强度罐型InmIVkg 水/ m 2*h切向进料蒸发罐35.634.535.233.3轴向进料蒸发罐43.242

7、.543.041.8表2蒸发水分对比表从上述对比参数看轴向进料确实优丁切向进料罐，但不可避免的也存在着液面附近罐壁结 盐问题，而在平顶山盐厂30万t/a工程中借鉴日本等国先进经验首次采用反循环技术已取得 了成功。它不仅克服了切向进料的缺欠，在消除短路温差损失，防止结大块盐垮塌堵管，延长 洗罐周期、提高产品粒度和质量上显示出了特有的优点外，在降低循环泵功率消耗与提高蒸发 强度上乂进了一大步。如平顶山盐厂与大安盐厂相比加热管均为钛材，加热面积都是950n2/效，加热管规格一样（？38X 1.2 X 6000）而切向进料的循环泵电机容量是250kVV平顶山盐厂只有160kW平均蒸发强度一个（切向）是

8、32.87kg水/m2*h37.72kg水/m2*h，另一个（轴向反循 环）则是84.6kg水/m2*h90.6kg水/m2*h（19971998统计数据）;这样两种方式在效益上产生 的差距十分的明显。湖南湘衡盐矿 480m轴向进料罐改为反循环的成效也进一步证明了它的优 点，并得出了这一改造“投资少，获益大”的结论。二异步电机以及循环泵更新与节能异步电动机是真空制盐企业必不可少的生产设备，所有的泵、风机类的转机设备，都是由异步电动机做拖动设备的。一个真空制盐项目中的异步电动机高达数十台，是制盐企业用电量的最重要消耗大户，如此众多的电机要在运行中注重节能降耗，对增加企业效益是很可观的。问题在于如

9、何降低电动机能耗，提高电机的效率，以增加经济效益。（一）、异步电动机能量损耗的组成1、铜损耗：定子铜损；转子铜损；杂散损耗；2、铁芯损耗；3、机械损耗：通风损耗；摩擦损耗；从以上列出的异步电动机能量损耗看， 铜损耗和铁损耗是我们不宜改变的， 它们是由最初 设计决定的，而机械损耗是可以改变的。异步电动机一般来说级数少的即转数高的电动机，机械损耗较大，铜损耗较小；而级数多的，即转数低的电动机铜损耗占的比例较机械损耗大。所 以，我们要降低电动机的能量损耗就要减少电动机的机械损耗。（二）、减少电动机机械损耗的主要方法：1、采用高效率的风扇（如机翼型轴流风扇）；2、调整风罩与扇叶外圆之间的间隙；3、轻载

10、电动机适当缩小风扇外径；4、采用高质量的轴承；5、采用优质润滑剖；6、提高电机装配质量；（三）、减少电动机机械损耗的具体措施1、调整电机风扇以降低机械损耗电动机是把电能转变成机械能的设备，在转换过程中要产生损耗，这些损耗是以热的形式 出现的，它使电动机发热。因此，外风扇风量的大小是决定电动机的温度不能超过其绝缘材料 等级所允许温度的关键。国家标准规定了各种绝缘等级的电动机在额定运行条件下的允许温升，要求电动机中最热点温度不允许超过其绝缘等级的极限温度。其中：允许温升=允许温度极限一环境温度规定值 一热点温差电机常用绝缘等级如下表:绝缘等级允许温度极限环境温度规定值热点温差允许温升A级10540

11、560E级12040575B级130401080F级1554015100H级1804015125绕组的热点温差是指当电动机带额定负载时，绕组热点的稳定温度与绕组平均温度之差表内数值单位皆为摄氏度当电动机处丁空载或轻载时，电动机总损耗要比额定时小，而风量与电动机总损耗成正比 关系，所以风扇处丁 “大马拉小车”（因为通风损耗与电动机转速包定，故通风损耗不随负载 变化，所以这时应降低风量来减少电动机的通风损耗）。改变风扇叶形状可以降低风量，但比 较麻烦，不如直接减少外风扇叶直径来降低风量更简便。 所以减小扇叶直径时，风量降低不多， 而通风损耗却降低很多。由丁外风扇的冷却风量减少，使电动机温升上升,但

12、仍能保持电动机温升在绝缘等级允许 的范围内。同时，由丁外扇叶直径缩小电动机机械损耗降低，乂会使电动机温升进一步降低。尤其对丁 2, 4级这样高转速的电动机，当风扇外径缩小14吩16%寸，通风损耗下降20吩40% 另外，改变扇叶直径的同时，要相应改变挡风板或风扇罩尺寸，使它们互相配合的尺寸符合规 定。2、减少摩擦以降低机械损耗电动机轴承的正常运转、噪声、振动、过热、寿命等因素均与合理选择润滑脂有关，目前 通常是选用3号锂基脂为好，可以降低机械损耗，不过当前随着科学技术的飞速发展乂出现了 许多性能优越的润滑脂，我们可以使用这些性能不错的润滑脂来改善电动机的运行状况以降低 机械损耗。还可以在合理选用

13、轴承上下功夫，也可以节能降耗；级数少的电动机机械损耗大， 级数多的电动机机械损耗小。那么就可以在修理电动机时有选择地使用轴承。例如，在高转速 的电动机上我们可以使用进口轴承或国产高级别的Ek C级优质轴承使损耗降到最小。而在低转速的电动机上我们可以使用国产中高级的轴承 C、D级，这样在轴承上我们就可以省下一笔 资金，从而达到节能降耗的目的。3、提高功率因数以降低机械损耗交流异步电动机是低功率因数的设备。 提高其功率因数可以充分发挥供电设备潜力， 同时 乂可降低生产成本和节约电能。正确使用和维护电机，注意控制其频繁启动（频繁启动时功率因数很低），精心的检修，在电动机安装时调整好中心线及电机转、

14、静子间隙也是必不可少的， 因为气隙不均会造成空载电流增大， 功率因数降低。这些措施都可以降低生产中必不可少的异 步电机所带来的大量的能源消耗。另外，循环泵是外加热式真空制盐系统中的关键设备，其性能、质量和运行状况直接关系到原盐生产的产量、质量。但与此同时循环泵也是耗能大户，约占总电耗的1/4左右。对其选择好坏，不仅影响单位产品的能耗，而且还对产品质量和产量有着极大的影响。对循环泵的要 求是质量可靠程度、性能优良程度，抗腐蚀能力程度，造型、能耗程度、维修量、周期间隔、 维修成本。要解决这些问题，必须消化吸收引进设备，研制生产出新型高效循环泵，以弥补老 式循环泵的不足。近年来我国在循环泵的设计上普

15、遍采用了新技术，为了适应国内不同型号蒸发罐的需要，将循环泵的转速、功率、扬程，流量等主要参数也都作了适当的改变。采用悬吊式安装，解决了热膨胀应力补偿问题，既不需设备基础，也不需膨胀补偿节。皮 带轮与轴的联接，采用新型锥套结构，便丁拆卸，大皮带轮可作轴向调节，安装或维修时，可 以方便地拆装调整大小皮带轮。轴承箱加大了存油空间，保证长时间不更换润滑油。箱体采用 整体铸造，强度好，外形美观。采用双层填料的密封结构，使用两种密封水，淡水起密封作用， 卤水起隔离作用。双层密封结构既可有效地防止淡水进入卤水层，避免蒸发效率受到影响，乂可在更换填料时，不需要排除罐内母液。在目前的生产技术上蒸发系统的传热面积

16、已是定值，不易改变，若能设法提高管内料液的 对流给热系数 成2,就可增大传热系数K值，从成2=A( (rW)0 8)/(d 0 j式得知，提高流速 W a 2就得以增加。因此从循环泵着手则可收到事半功倍和立竿见影的效果。从资料介绍，实际 计算和实践都证明，当流速从1.5m/s增加到2m/s时对流给热系数a 2将增大25哧右，所以 不少制盐专著和专家推荐的最佳流速为 1.5m/s2.0m/s范围内。目前国内大多厂家使用加热 管的材质耐腐蚀性还不太理想的现状下，作为切向进料罐选1.8m/s，轴向罐选1.5m/s左右为宜。而以往大多数盐厂使用的循环泵基本上都是ACP系列610、870型泵，该类型泵因

17、叶片翼型保守，蜗壳及流道设计不合理，性能差，设备笨重，阻力损失大，效率低造成单位能耗高， 与国际差距大(见表3、表4):厂 名生产能力(万 t/a)配用电机功率(kW)循环泵特性美国阿尔科公司30112Q=5904r3/hH=2.44m n=455r/min奥地利施泰因科尔盐厂40160Q=9000mhH=2.8m； n=400r/min罗马尼业佛耳恰化工厂40160Q=6000r3/hH=3m n=488r/min美国瓦特金斯格伦盐厂1556。=2725部1H=2.74m n=400r/min自贡市张家坝制盐化工厂10155。=5500葡H=3.0m n=750r/min江苏淮海盐厂1516

18、0Q=7620r3/hH=3.0m； n=750r/min自贝大女盐厂30250Q=9000r3/hH=2.5m； n=450r/min四川峨眉山盐化集团公司30250Q=9000r3/hH=2.5m； n=450r/min表3国内外真空制盐循环泵配置比较表厂名苏尔寿解放军X X厂自贡X盐化厂四川X X盐厂生产能力(t/h)32111434循环泵PSEAACPACP仿PLKI效110110155250II效55110155250m效55110155250IV效90115155250合计3104506201000吨盐与用容量(kW/t)9.7404429.4表4四效真空蒸发循环泵电机容量比较表从

19、上表可知，按单位产品装机容量计算功率，苏尔寿与国内相似配套泵比较，吨盐少耗 19.7kW之多。自1989年自贡张化厂引进 RPP-900型开始，到邓关引进 PLK®和江汉、湖北 应城盐矿等引进PSEA®以来，经消化国产化定型生产的 H1762、WFZ700、HZW 700等的性 能均较好，造型较轻巧、耗能也较低、维修量小、维修周期间隔较长、维修成本大大降低。特 别是湖北应城盐矿最近开发的 Q800-1型系列泵，质量更为可靠，重量只有原国产同类型 泵的1/4,体积只1/3。三片可调试叶轮，填料轴密封，安装简便、启动灵活、运转平稳、维 修费极少。因此，建议在设备更新改造时，可配

20、套选用替代旧泵，以达到节能降耗的目的。三抽吸不凝气设备选择与节能多效蒸发系统的有效温差和相对生产强度与末效真空度之间,有着十分密切的关系。末效真空度越高，系统的有效温差和相对生产强度越大； 末效真空度越高，真空度变化引起的生产 强度变化也越大。就目前四效生产来说，末效真空度每变化1kPa,相对生产强度约变化5%因而提高末效真空度是真空制盐生产目前挖潜节能诸多措施中，投资最少，产出最大的有效措施。系统末效真空度的高低乂取决于冷却水温、水量、不凝气量、冷凝器的压降以及抽吸不凝气的真空设备的抽吸能力等因素。上述诸因素中水是第一因素，就水而言，水温乂是第一位的。当水的问题解决之后，不凝 气的排除则上升

21、为主要问题。所以如何改造选用不凝气抽吸设备就至关重要了。现在的制盐企业使用水喷。湖北蓝天制盐厂经过摸索、实验、理论推导而使用双级（申联）水喷射系统，也取得了更显著的综合节能效果，值得借鉴。四脱水十燥设备新技术更新节能以前国内真空制盐脱水设备大多采用广州重型机械厂和重庆7工北两厂生产的WH 800、WH1200型机。1989年开始从日本和瑞士分别引进 H520和P500型机后，对引进机型具有单 机生产能力大、电耗低、寿命长的特点，有了较深体会。经研究消化国产定型的卧式活塞双级 推料HL500M HR63ON系列离心机已为广大用户首肯并进入了成熟期。当然其他各类型机 和变型机种也各有其优缺点，均可

22、从实际出发，对口选用以达到节能之目的。在设备上也可以使用新材料来降低资源的消耗：双级活塞推料离心机处理量大，但极易在机壳和下料斗内积盐，每几个小时需停机活理一 次。特别是下料斗内积盐，每次活理时，每台离心机内均可活理出大量积盐。为了防止离心机 下料斗积盐下落造成十燥床榻床事故， 每次交接班均需停机用水冲洗，这样势必造成大量半成 品盐流失。且每次处理至少需要 2O4O分钟时间：减少了有效生产时间。针对这种情况，我国制盐企业技术人员发明了新型的纳米材料离心机下料斗，该下料斗采用纳米级材料制作，内表面光滑有弹性，不结盐，且耐盐颗粒的磨蚀。使用以后，基本上无需 再停机处理下料斗内积盐，且减少了大量半成

23、品盐的流失，也相应的增加了有效生产时间。十燥设备以前基本采用的是固定式沸腾十燥床，自自贡张化厂引进FTK600/1000型振动床以来，迅速开展振动流化十燥床的国产化工作。现在的 GZR GZQffi自贡轻工业设计研究院研 制的ZLG型振动流化床十燥器的性能都很好，节能效果明显，比原固定式沸腾床节电可达25%- 45%。五其他节能降耗方法在生产中的应用一在国内大部分真空制盐工艺，均由于制盐 I效二次蒸汽夹带着大量的卤水雾沫，致使 制盐II效冷凝水无法直接回锅炉利用，只能通过简单闪发，回收部分热能以后就被白白排放 掉，造成大量热能损失。利用多级除沫技术，对 I效二次蒸汽进行处理，使II效冷凝水Cl

24、 一 含量达到锅炉用水标准，将II效冷凝水直接回锅炉使用，达到提高热效率，减少热损失的节 能效果。II效冷凝水回收利用以后，不仅能节约大量的能源，还可以节约大量的水资源，减少 企业污水排放量。二 适当提高排盐固液比，降低排盐温度，减少外排盐浆带出的热量适当提高排盐固液比 不仅有利于盐晶粒的成长，同时减少了盐浆排量，更减少了热量排放，有利于节能降耗。盐浆 排出热量计算公式：Qn=Cft< TX Jn其中盐浆比热Cn= （C0+C济）/ （1+9 ） （C0为饱和卤水比热，Cg固体盐比热，9为排 盐固液比），可以看出排盐固液比越大，盐浆比热越小，排盐温度越低，排出系统的热量就越 少。控制适合

25、的液位，减少压头损失蒸发室的蒸发实际上就是料液的闪发过程，料液通过加热室加热后，温度高于罐内料液的温度，进罐后立即闪发。正循环，可控制液位在略低于上循环 管出口处，充分闪发，减少闪发温差损失，但可能对晶核增加有一定促进作用，造成晶核过多，影响粒径。相反逆循环方式液位须高于下循环管进口5001000mm否则可能会出现掉液现象。控制母液排放浓度，减少热量排放。随着卤水的蒸发浓缩，在析盐的同时，卤水中的其他 杂质（如CaSG或NaSQ等）也会析出，还有一些其他杂质随制盐过程的深入而富集 （如CaCE、 MgC2、MgS酣）。富集的杂质会对制盐生产产生多方面的影响：（1）由于富集的杂质随盐母液而影响盐

26、质;（2）部分杂质的水合力大于NaCl而致其沸点升高；（3）由于它们的富集致溶解 态的固形物增大致物料粘度增大而终致同比传热系数减小；（4）由于它们的富集使物料比热下降，终致同比传热温度推动力减小。因此从产品质量的稳定还是生产效率的保证，都应使蒸发 装置中杂质含量尽量低，但另一方面为减少排料热损和富集杂质及尽量提取NaCl,应使其浓缩倍数尽量大。为此，在工艺允许的条件下，应提高排母液的浓度减少排料热损这样对热能的 损耗乂降低了。减少冲洗白水进入蒸发系统：进入系统的白水主要来自于：（1）泵密封泄漏； 冲洗地面白水混入卤水地坑；（3）设备 反冲洗水、透洗水等；离心机冲洗水；（5）旋风分离器化盐白水

27、； 湿式除尘器化盐白水； 洗、煮罐时兑水。因此，减少外来白水是节能降耗的重要方面。在生产车间在打扫卫生和 系统出现块盐和管路堵塞时，一直采用白水冲洗或淡卤冲堵，大量白水在回收淡卤时被回收而 乂重新进入系统，无形中增加了系统白水蒸发量，增加了单位产品热能和电能的消耗。而这些 情况往往乂易被忽视，为了更好的节约利用这些资源，可以制定了白水使用规章制度，改造车间卤水回收系统，减小白水进入系统的机会，这样既不影响利用白水工作， 乂不影响卤水的回 收，一举两得。同时要杜绝跑冒滴漏，提高 NaCl回收率，除管道、泵、阀泄漏外，还有以下重要漏点： （1）离心机湿盐皮带处，大量成品盐撒落在地，的部分化水回收，给能源造成严重的浪费；（2）旋风分离器粉盐浪费，由于盐质和冷热风机风量等因素，会造成大量的结晶盐在此化水，严重浪费能源；（3）沸腾床死床、结垢时煮洗