随着国家碳达标碳达峰政策的实施，节能环保形成了一项直接影响国计民生的紧迫任务。近来能源价格飞涨，一年内翻倍，有战略眼光的企业纷纷把节能纳上议事议程。

对于橡胶行业而言，大量乏汽排空，在全国为普遍现象。从热力学原理上，这是熵过剩现象。如果没有低品位热源的利用渠道，此问题很难得以解决。当前最常见的利用途径有三项：烘胶、冬季供热和夏季制冷。

关于烘胶，一般要求蒸汽压力在0.3MPa以上，而工艺乏汽仅为0.1MPa多一点，要想回收利用须引射升压。

关于冬季供热，可以采用先进的水汽引射技术，直接用乏汽加热循环水供给热用户。

关于夏季制冷，一般要求蒸汽参数大于0.3MPa，这与烘胶要求的蒸汽参数是一致的，所以可用一台套设备进行回收利用。至于负荷率的差异可以通过高远公司第四代引射器可调节性能解决，如果两者负荷相差特别悬殊，也可考虑单独设置一大一小。

根据经验，上述乏汽回收方案只能回收部分乏汽，而大量排空现象得不到根治或基本根治。所以设想在工艺上入手尽量减少乏汽排放，来它个表本兼治，应该能够收到更好的节能效果，为此本文着重从工艺着手，研究节能的技术措施：

解决熵过剩问题，应该从工艺的前端着手。可以说，减少乏汽排放量是治本，比乏汽回收更有利于节能。减少乏汽的排放量实际上是采用技术手段使乏汽返回本工艺再利用。对于硫化机来说，目前国内尚没有成熟回收再利用的经验。但根据“临釜加热原理”（见附件：《多釜蒸汽加热回收系统》），这项技术的研究开发会有良好的前景。

模具在加热初期处于低温状态，用不着采用高温高压的蒸汽进行加热，可以采用乏汽或新汽乏汽混合汽加热，只有当加热速度不能达到工艺要求，才有必要使用新蒸汽加热，这样新蒸汽的消耗量自然会小下来。要做到这一点需要做好三项工作：一是尽量提升排放压力便于回收利用；二是有一个性能良好的回收利用的汽汽引射器；三是要有可靠的控制措施，保证对主工艺过程不产生任何不良影响。

对于一台硫化机来说，由于改造简单、设备小巧、管径细，所以投资也很小，配以必要控制手段，可以实现全自动动作，详述如下：

1、浪费部位诊断：

模具外腔升压运行后的稳定压力为  1.4  MPa，冷凝后经过疏水器时产生很大压降（大于1.2MPa），同时闪蒸出大量蒸汽经0bar罐排空。

用热水定型的模具，内腔有两次充汽放汽水混合物的过程，排放过程阀前后压差大于0.7MPa，同样经过0bar罐排空。

按照热力学第二定律，节流必然导致熵增，就是能源浪费。由于系统设计初期，没有考虑乏汽回收利用，所以出现这种大压差节流现象，而且从乏汽管道的设置等方面也使改造产生难度。从理论上讲满足外腔的加热速度，内腔的排汽时间均只需压差0.1MPa就够了，而实际上却是大于1.2MPa和0.7MPa，可见浪费之明显。如果能做到0.1MPa压差排放，那么排放至排汽母管的压力可大为上升，更易于回收。

2、回收利用方案：

实际系统中，0bar罐的耐压能力有限，要采取升压运行方式，需要在排放母管末端设置减压阀，对于内外腔排放于同一条母管的情况，母管压力只能控制在0.6~0.7MPa，以保证内腔正常排汽。对于分别设置两条母管的情况，可分别将其压力设置在1.2MPa、0.6MPa，以便进行回收。为了杜绝模具排放背压升高影响产品质量和产量，乏汽母管的运行压力也首先设置在0.2MPa。而后逐渐上升，观察运行效果。减压阀后的水进入0bar罐内闪蒸。由于量的减少，经过回收利用使不排汽成为可能。

对于有两条母管分别接受模具外腔和内腔的水和汽的系统方案如下图：

工作原理简述如下：

乏汽母管末端增设减压阀，使其运行压力升高，有利于引射至进汽侧循环利用。

乏汽被新汽引射后形成符合模具进汽的压力，在加热初期，模具内温度低、压力低，能接受较多低压乏汽，只有保压时用新汽进行，这样就节约了新汽用量，减少了排放。

引射设计计算表：

过程控制

方案一：延时控制

新加料的模具内腔（或外腔）初期加热，乏汽回流阀打开。由于内压低于乏汽压力，乏汽经止回阀z1反流于模具加热，延时时间到，新汽进汽阀打开，引射器投入工作，引射部分乏汽回流，分别混合出最高0.5MPa和0.8MPa蒸汽进入模具内腔和外腔，随着引射器出口（模具内）压力的升高，引射器的引射功能失效，用新蒸汽进行保压。

完成加热后，相关气动阀同时关闭。

在这个过程中乏汽参与了初期加热，节约了用汽量。

方案二：测温控制

此方案与延时法不同之处在于引射器投入运行的条件是模具温度达到给定值，其余相同。

方案三：同时控制

    即新汽阀、乏汽阀（两个）同时开启或关闭。此方案适应于乏汽压力低的情况，节能效果相对较差。

改造工程量：

加引射器一台，两个止回阀，两个气动阀和控制箱一个。每台套改造费约：1~2万元。

另外在两条排放母管的末端分别需增设一台电动减压阀，每台价格约2万元，控制仪表、安装工程1万元。

小结：轮胎厂普遍存在乏汽排空现象，价值以亿为数量级，非常有必要研究回收利用技术。乏汽一旦产生，回收利用难度就加大，所以应该从乏汽产生的源头------工艺入手研究解决方案。

附：《多釜蒸汽加热余热回收系统通用方案》

一、前言

1、能源价格越来越高，节能越来越受重视。

2、多釜加热系统余热回收需求普遍，如：化工、橡胶、制砖、食品等行业。

连续运行的系统方案难度小，此不详述。本方案主要研究不连续（间歇）运行的系统。

人们很容易想到：当加热完成后，釜内的余热可以用于临釜加热，也设想用汽汽引射器，将残余的低压汽抽出来利用，然而有下列几个问题造成实现这一想法的困难。

2.1多釜投运切换进出料的随机性。

2.2由此引起的连结管路系统复杂，运行操作繁琐。

2.3管路汇合时汽水混合物导致的水击问题。

2.4引射器工作时，低压口压力不断降低，出口压力不断升高，导致的不引射问题。

2.5还有新蒸汽压力不足，含水等问题。

要把这些问题同时解决好，设计出一个高效、易实现的方案，有难度，但有必要，为此提出此通用方案。

二、方案分析（见系统图）

注意：湿蒸汽进入联箱时，不可直冲，要有汽水分离措施。

1、过程原理

1.1新蒸汽（例如1.0MPa）进入高压联箱。

1.2高压汽经电动阀E1进入引射器。

1.3在反应釜压力较低（例如0.3MPa）时，引射器关闭。装足新料的反应釜加热汽源来自汽水分离联箱（低压联箱），即经过闸阀Z2和止回阀N2进入。冷凝水经阀E2排放。

1.4随着釜内压力升高，当超过0.3MPa时发信号，引射器自动投入工作，其出口汽经过止回阀N3和闸阀Z1进入低压联箱，同时排水电动阀E2自动关闭。此时止回阀N2也自动关闭，N1自动打开。

1.5按照反应釜加热的温度或压力曲线，控制引射器开度。

1.6达到要求（例如0.5MPa，158℃）后，经保压，进入出料步骤。

1.7如果低压联箱压力超过设定值，则开启阀E3排空。

1.8低压联箱中的水，经电动阀E4排出。

1.9如果凝结水水质好，需要回收，可用如下方案进行：

其中，水水引射器的作用是防止水泵汽蚀。

2、分析：

2.1以上过程中，反应釜分两个阶段进行加热：低温阶段，由低压联箱中的低压蒸汽直接加热；高温阶段，由引射器抽取低压汽进行加热，此时如果低压联箱压力过高，造成反应釜压差太小，影响加热效果，那么只好经电动阀E4排空降压。当然这只是个备用措施，正常情况不出现超压，用不上。

2.2在引射过程中，低压联箱压力不断降低，釜内压力不断上升，发展到一定程度，引射器不引射了，变成减压阀。如果投资允许，可选用第五代双调节引射器，适应压力变化范围更宽一些。

三、选型设计

1、工艺数据调查

新汽：压力       MPa   温度       ℃   最大流量       t/h

釜：台数       台   单台最大进汽量       t/h    进出料周期      

每周期耗汽量         进汽压力       MPa   保压压力       MPa

2、引射器性能参数

3、引射器外形图

四、供货清单

五、投资估算

六、经济效益