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摘 要：本文通过对天津石化公司化工部新品装置蒸汽管网整体布局的分析和探讨，提出的蒸汽管网优化方案，取得了降低能耗和方便操作的良好效果。
关键词：新品装置 蒸汽管网 优化 降低能耗
一、概述
化工部新品开发装置采用以常规聚酯切片及改性聚酯切片为原料的间接纺丝生产工艺，生产聚酯细旦纤维及多功能仿毛纤维，设计生产能力为2000吨/年，1993年引进，1994年投产运行。
装置的现用蒸汽是利用原前后纺车间的蒸汽管网供给，要从南热力站送北热力站再送到生产现场，使得蒸汽管网非常庞大，造成能耗偏高，生产维护成本增加，为合理用能，提高效益，提出了对蒸汽管网进行优化的建议
二、蒸汽管网现状及优化原因
1.蒸汽管网现状
造成现在的管网布局是有历史原因的，新品装置的前纺1至5楼是重新设计安装的，而后纺安装在原后加工7k、8k生产线的位置，即紧临原后加工4k生产线，新品后纺生产线的位置见图1。
新品的后纺10bar蒸汽，与原后加工1-4k主管线联接并增加了计量表。3bar 、8bar的用能就从北热力站的分汽包引到现场，这在当时的情况下，新品装置与原前后纺装置共用一个蒸汽管网是比较合理的。在1981年原涤纶厂开车时，南、北热力站不但给原后加工的8条生产线供蒸汽，还给原前纺装置供蒸汽，原后加工虽然经历了1982年1k、2k的改造，1989年3k改造和1993年的4k改造，但年总产量还是在6万吨左右，在1995年又增加了新品装置的蒸汽供给，总体管网的布局用能也比较合理。但是由于市场原因，原前后纺装置在2005年5月停车，而新品装置在2006年9月恢复开车，产能只有2000吨/年。管网的能耗未变，但产品却减少了20倍，产品的蒸汽单耗非常高，使得现用管网的规模与生产线的产量及其不匹配。从新品装置的长远发展考虑，应对管网不合理的布局进行优化，降低能耗。
2.蒸汽管网优化原因
由于当时开车的各种条件的限制，蒸汽系统只能使用原前后纺的蒸汽管网供给（如图1所示），使得现在的新品装置蒸汽管网布局过于庞大，呈现出蒸汽管损消耗大、压力波动大、操作不便等瓶颈问题。
2.1蒸汽管网布局不合理，能耗过大
现用管网流程长、管径大、分汽包体积大，南北热力站又跨越整个前后纺的装置区，使蒸汽管网非常庞大，按照现用新品装置蒸汽管网管程240米计算热损失，蒸汽热损失高达2.5吨/天，造成能耗偏高，生产成本增加。
2.2蒸汽压力波动大，影响产品质量
由于现用新品装置蒸汽管网布局过于庞大，管程过长，因此，输送距离越长，介质受到周围环境因素的影响越明显，蒸汽压力的波动变化也随之增大。
对优化前的蒸汽管网3 bar、8 bar、10 bar日来汽压力记录进行了统计，见表1。
表1 优化前某月3bar、8bar、10bar蒸汽日来汽压力
由表1可见，3bar、8bar、10bar来汽压力波动较大，而且普遍偏低，势必会影响产品质量。
2.3蒸汽管网的布局与装置开车升温的矛盾
新品装置具有更换品种多、开停车频繁等特点，蒸汽管网经常根据生产安排进行开、停操作，由于现用蒸汽管网分布在南、北热力站、生产装置等各区域，管程长，横跨距离高达240米，升温、降温时间过长，而且，需要配备三名操作人员分别在南热力站、北热力站、生产区域内操作阀门，观察压力变化，给操作带来极大不便，现用蒸汽管网布局已无法满足新品装置的合理生产。
3.优化方案
管网优化的整体方案是：将南热力站到现场的10S主管线还保存外，取消南、北两个热力站的管网及汽包等，取消车间南、北向原后加工管廊、新品管廊上的蒸汽管线，取消北热力站到生产线的8S、 3S蒸汽管线，新品后纺管廊上及设备上的蒸汽管网不变动。（请参见管网优化前、后的布局示意图1、2）
3.110S主管线布局：（如图2所示）
南热力站10S主管线到现场的计量平台，此部分利用原管线，将南热力站的8S减压系统的三通接口移到了现场计量表的后面，取消8S主管计量点，现场的蒸汽只用10S计量表做计量即可。10S主管线未动的原因是由于原22S改为10S后，10S蒸汽在动力车间J301减温减压器的蒸汽温度为230℃，为保证紧张滚筒表面温度不低于200℃，必须保证10S蒸汽的品质流量，这样就利用原DN80的管线，主要是为了满足工艺温度的要求。
3.2蒸汽减压系统的布局
把原南热力站的10S变8S的减压系统移到新品后纺生产线的后面（如图1示），使减压后的蒸汽管线离生产线的用能点很近，减少了管损。8S变3S将原庞大的减压阀系统改为仪控阀调节，使减压后的压力值实现自动调整，保证工艺参数的稳定。
3.3分汽包的布局
由于后纺生产线只有卷曲预热箱使用3S蒸汽，紧张热定型使用10S，其它设备均使用8S蒸汽，为保证蒸汽压力的稳定，满足工艺参数的要求，维持原设计，将北热力站的8S汽包移到现场使用，3S蒸汽使用点只有3处，其中油剂和组件是间歇使用，只有卷曲预热箱常用，因此取消南北热力站的2个3S分汽包，采用原10S的集束管代替，既可滿足3S用量要求。
3.4闪蒸系统
10S、8S蒸汽冷凝水进入闪蒸罐闪蒸，闪蒸后的蒸汽进入3S分汽包回用，高闪罐的回水与生产线3S回水联接到原3S回水总管上，由经沟设管线回南热力站水箱。油剂间的3S回水系统不改动，蒸汽冷凝水回北热力站水箱，由泵送到南热力站水箱，再由循环泵送到动力回收站再利用。
四、效果
此项目实施后，车间的蒸汽管网都集中到后纺生产线的后面，距离用能部位最近，蒸汽管网布局合理、流程短，不但节约了蒸汽用量，降低了维护成本，提高了生产效率，也便于操作管理及压力调整。
表2 蒸汽管网改造前、后对比
由表2可知，按照外购动力市场价格低压蒸汽155元/吨计算，每年实际节约成本：
（746.2吨/年×155元/吨/10000）+2.72万=14.28万元
五、总结
此项目实施后，车间的蒸汽管网都集中到后纺生产线的后面，距离用能部位最近，蒸汽管网布局合理、流程短，不但节约能源，也便于操作管理及压力调整。
作者介绍：姜海峰 男 1980年6月20日 大本 工学学士 高级工程师目前从事化纤机械技术管理工作。
关键词：新品装置 蒸汽管网 优化 降低能耗
一、概述
化工部新品开发装置采用以常规聚酯切片及改性聚酯切片为原料的间接纺丝生产工艺，生产聚酯细旦纤维及多功能仿毛纤维，设计生产能力为2000吨/年，1993年引进，1994年投产运行。
装置的现用蒸汽是利用原前后纺车间的蒸汽管网供给，要从南热力站送北热力站再送到生产现场，使得蒸汽管网非常庞大，造成能耗偏高，生产维护成本增加，为合理用能，提高效益，提出了对蒸汽管网进行优化的建议
二、蒸汽管网现状及优化原因
1.蒸汽管网现状
造成现在的管网布局是有历史原因的，新品装置的前纺1至5楼是重新设计安装的，而后纺安装在原后加工7k、8k生产线的位置，即紧临原后加工4k生产线，新品后纺生产线的位置见图1。
新品的后纺10bar蒸汽，与原后加工1-4k主管线联接并增加了计量表。3bar 、8bar的用能就从北热力站的分汽包引到现场，这在当时的情况下，新品装置与原前后纺装置共用一个蒸汽管网是比较合理的。在1981年原涤纶厂开车时，南、北热力站不但给原后加工的8条生产线供蒸汽，还给原前纺装置供蒸汽，原后加工虽然经历了1982年1k、2k的改造，1989年3k改造和1993年的4k改造，但年总产量还是在6万吨左右，在1995年又增加了新品装置的蒸汽供给，总体管网的布局用能也比较合理。但是由于市场原因，原前后纺装置在2005年5月停车，而新品装置在2006年9月恢复开车，产能只有2000吨/年。管网的能耗未变，但产品却减少了20倍，产品的蒸汽单耗非常高，使得现用管网的规模与生产线的产量及其不匹配。从新品装置的长远发展考虑，应对管网不合理的布局进行优化，降低能耗。
2.蒸汽管网优化原因
由于当时开车的各种条件的限制，蒸汽系统只能使用原前后纺的蒸汽管网供给（如图1所示），使得现在的新品装置蒸汽管网布局过于庞大，呈现出蒸汽管损消耗大、压力波动大、操作不便等瓶颈问题。
2.1蒸汽管网布局不合理，能耗过大
现用管网流程长、管径大、分汽包体积大，南北热力站又跨越整个前后纺的装置区，使蒸汽管网非常庞大，按照现用新品装置蒸汽管网管程240米计算热损失，蒸汽热损失高达2.5吨/天，造成能耗偏高，生产成本增加。
2.2蒸汽压力波动大，影响产品质量
由于现用新品装置蒸汽管网布局过于庞大，管程过长，因此，输送距离越长，介质受到周围环境因素的影响越明显，蒸汽压力的波动变化也随之增大。
对优化前的蒸汽管网3 bar、8 bar、10 bar日来汽压力记录进行了统计，见表1。
表1 优化前某月3bar、8bar、10bar蒸汽日来汽压力
由表1可见，3bar、8bar、10bar来汽压力波动较大，而且普遍偏低，势必会影响产品质量。
2.3蒸汽管网的布局与装置开车升温的矛盾
新品装置具有更换品种多、开停车频繁等特点，蒸汽管网经常根据生产安排进行开、停操作，由于现用蒸汽管网分布在南、北热力站、生产装置等各区域，管程长，横跨距离高达240米，升温、降温时间过长，而且，需要配备三名操作人员分别在南热力站、北热力站、生产区域内操作阀门，观察压力变化，给操作带来极大不便，现用蒸汽管网布局已无法满足新品装置的合理生产。
3.优化方案
管网优化的整体方案是：将南热力站到现场的10S主管线还保存外，取消南、北两个热力站的管网及汽包等，取消车间南、北向原后加工管廊、新品管廊上的蒸汽管线，取消北热力站到生产线的8S、 3S蒸汽管线，新品后纺管廊上及设备上的蒸汽管网不变动。（请参见管网优化前、后的布局示意图1、2）
3.110S主管线布局：（如图2所示）
南热力站10S主管线到现场的计量平台，此部分利用原管线，将南热力站的8S减压系统的三通接口移到了现场计量表的后面，取消8S主管计量点，现场的蒸汽只用10S计量表做计量即可。10S主管线未动的原因是由于原22S改为10S后，10S蒸汽在动力车间J301减温减压器的蒸汽温度为230℃，为保证紧张滚筒表面温度不低于200℃，必须保证10S蒸汽的品质流量，这样就利用原DN80的管线，主要是为了满足工艺温度的要求。
3.2蒸汽减压系统的布局
把原南热力站的10S变8S的减压系统移到新品后纺生产线的后面（如图1示），使减压后的蒸汽管线离生产线的用能点很近，减少了管损。8S变3S将原庞大的减压阀系统改为仪控阀调节，使减压后的压力值实现自动调整，保证工艺参数的稳定。
3.3分汽包的布局
由于后纺生产线只有卷曲预热箱使用3S蒸汽，紧张热定型使用10S，其它设备均使用8S蒸汽，为保证蒸汽压力的稳定，满足工艺参数的要求，维持原设计，将北热力站的8S汽包移到现场使用，3S蒸汽使用点只有3处，其中油剂和组件是间歇使用，只有卷曲预热箱常用，因此取消南北热力站的2个3S分汽包，采用原10S的集束管代替，既可滿足3S用量要求。
3.4闪蒸系统
10S、8S蒸汽冷凝水进入闪蒸罐闪蒸，闪蒸后的蒸汽进入3S分汽包回用，高闪罐的回水与生产线3S回水联接到原3S回水总管上，由经沟设管线回南热力站水箱。油剂间的3S回水系统不改动，蒸汽冷凝水回北热力站水箱，由泵送到南热力站水箱，再由循环泵送到动力回收站再利用。
四、效果
此项目实施后，车间的蒸汽管网都集中到后纺生产线的后面，距离用能部位最近，蒸汽管网布局合理、流程短，不但节约了蒸汽用量，降低了维护成本，提高了生产效率，也便于操作管理及压力调整。
表2 蒸汽管网改造前、后对比
由表2可知，按照外购动力市场价格低压蒸汽155元/吨计算，每年实际节约成本：
（746.2吨/年×155元/吨/10000）+2.72万=14.28万元
五、总结
此项目实施后，车间的蒸汽管网都集中到后纺生产线的后面，距离用能部位最近，蒸汽管网布局合理、流程短，不但节约能源，也便于操作管理及压力调整。
作者介绍：姜海峰 男 1980年6月20日 大本 工学学士 高级工程师目前从事化纤机械技术管理工作。