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蒸汽冷凝水回收装置选型方法及节能成本分析
发布时间:2019-05-22

蒸汽冷凝水回收装置选型方法及节能成本分析


冷凝水回收办法

蒸汽在用汽设备中放出汽化潜热后,变成冷凝水,经疏水器排出。不同用汽设备排放的冷凝水经过回收管网聚集到集水罐中,由冷凝水回收安装送到锅炉或其它用热处,如除氧器
等,这就是冷凝水回收系统。该系统的作用在于回收应用冷凝水的热量(包括闪蒸汽热量)和软化水,依据不同状况可采用不同工艺方式。普通习气上有开式系统和闭式系统之分。

(1)开式系统

该系统冷凝水搜集箱是启齿式,与大气相通,由于冷凝水进入搜集箱时压力忽然降低,水温高于该压力对应的沸点,产生大量二次闪蒸汽,剩余冷凝水温度大约是100℃。实践上,由于闪蒸散热或有时为了避免保送水泵汽蚀而兑入冷水,回收水温仅在70℃左右。加之开式回收方式会有空气进入冷凝水回收管道,容易惹起管道腐蚀。但开式系统安装简单,投资较少。与冷凝水直接排放相比,仍有一定的节能效果。
(2)闭式系统

该系统中冷凝水搜集箱是封锁式,系统内冷凝水压力一直坚持高于大气压力,使冷凝水水温低于该压力下的沸点,冷凝水的热能得到充沛应用。而且闭式系统的冷凝水坚持蒸汽原有质量,用于锅炉给水时,不会增加溶解氧量,也减少了锅炉补水量,减少了水处置的费用。冷凝水能否属于闭式回收,要看系统压力和大气压力之间的关系。若用汽设备运用蒸汽压力为P1,冷凝水回搜集水罐的标定压力为P2,大气压力为P0。当P2越接近于P1时,回收系统闭式水平越高,节能率越高;反之,P2越接近于P0时,回收系统的密闭水平越差,节能率越小。显然,密闭系统评判规范是P0、P1、P2三者的大小关系。当P2=P0时,就不能称为密闭式回收系统,就变成了开式回收系统。其节能率和开式系统也就是一样的。
二、冷凝水回收技术的选择办法

按用汽设备运用蒸汽的压力和温度选择回收办法

1)用汽设备疏水压力小于0。15MPa时,冷凝水能够应用重力自流回收。尽量用集水罐与水泵吸入口的液位差提供防汽蚀压头,假如工艺布置不能保证必要的防汽蚀压头,要采取特地的防汽蚀安装。

2)用汽设备疏水压力在0。15-0。6MPa之间,多数采用增压回收方式回收冷凝水。要认真核算阻力损失,设计集水罐超压排气安装,思索直接喷淋吸收和增压回收两种方式应用超压排气。需求选用泵叶轮耐温150℃的水泵,配置特地的防汽蚀安装。

3)用汽设备冷凝水压力大于0。6MPa,采用高压、中压回收系统闪蒸汽,闪蒸汽供中压或低压用汽设备。闪蒸量小于或等于中低压热用户蒸汽运用量,具有相同运用周期时,可直接应用。无中、低压热用户时,设中压或低压热交流安装,加热其它工艺介质,  以到达相同的热能应用效果。采用放射热泵方式,增压增量应用。

按用汽设备供热方式选择

负荷稳定,耗汽量大的用户

1)条件

企业消费工艺请求该类换热设备开机后即处于一种耗汽量和蒸汽运用压力均稳定的负荷。

2)管网选择

按余压回水方式的限定流速和比摩阻准绳设计管径,可不特地设集水罐。回收管网直接接回收安装。

3)回收安装选择

按回收冷凝水流量和冷凝水热用户阻力肯定冷凝水泵防汽蚀安装流量和扬程,在安装吸入管思索装设毛病时的自动排水功用。

特殊工艺用户

1)造纸行业

造纸行业有多缸纸机和浆机,每个缸有不同的烘干温度和湿度请求,一台纸机或浆机可自成一个独立的热能梯级应用系统。
         设计时要思索上述要素,将放射热泵技术,自控技术和冷凝水回收技术分离起来,以设计最理想的热能应用系统。

2)卷烟行业

卷烟行业蒸汽运用参数变化比拟大,蒸汽运用有直接加热和间接加热两种方式。可思索用高
压用汽设备的二次闪蒸汽用于直接加湿或空调采暖等方式,二次闪蒸汽汽量和压力缺乏时可用喷
射泵引射和增压。

3)橡胶行业 

用汽设备多,单台耗汽量小,同期运用系数大,冷凝水回收需求合理的压力匹配,才干保证硫化温度。冷凝水既可做锅炉供水,又可做硫化机内胎用水。

        总之,特殊工艺要有特殊的处置办法,在回收系统上和回收安装的选配上力图到达最佳的效果。按冷凝水用处选择冷凝水作锅炉补水

1)冷凝水作锅炉汽包补水

         直接上锅炉是指将回收安装出口管接至原锅炉上水管在省煤器前端的某处(普通应在原上水泵止回阀后端)。由于上水温度进步,应留意省煤器平安问题,可经过有关计算,肯定省煤器出口的温度,关于非沸腾式省煤器,此温度应至少低于饱和温度30℃,关于沸腾式省煤器,省煤器出口温度应保证汽水混合物的干度≤20%。在锅炉原给水控制请求不高或无热力除氧时选择该计划。
2)冷凝水直接进热力除氧器

       大型锅炉对上水连续性战争稳性请求很高,这时冷凝水不再直接输入锅炉而是进入热力除氧器,然后由原锅炉上水系统完成输入锅炉的任务。
         不论是直接上锅炉还是间接上锅炉,从平安的角度思索,还应设置一根当锅炉或除氧器满水时供冷凝水排放的管道,此管普通接到软化水箱中,具有溢流管的性质。冷凝水的这种去向选择是自动的,普通经过电磁阀,双回路调理器等控制阀门来完成。冷凝水作低温热源

当企业应用热电厂供汽,由于回收管网太长等缘由无法直接回收到锅炉房时,或当冷凝水集水罐水质遭到二次污染,不能做锅炉补水时,可作为低温加热热源运用。

1)企业用于取暖热源

      应用冷凝水的余热,依据供热负荷肯定能否需求补充局部软水(或生水)作采暖循环用水,依据余热量肯定供暖面积,可俭省集中供热费用。
 2)用于直接热水用户

关于印染、纺织、橡胶、轮胎等企业,需求大量自用高温软化热水,可应用冷凝水作为
高温热水用。
         3)间接换热热源
        当冷凝水遭到污染无法直接应用时,可思索间接换热方式。如加热工艺用水,采暖循环
水等非饮用水场所。
        总之,冷凝水回收的准绳是:经过冷凝水回收系统中能量的综合应用,到达最经济的能
量回收应用,坚持整个蒸汽热力系统应用率最高,经济性最好。冷凝水回收中的能量回收实
际上有交织在一同的三种方式:冷凝水所含热能的回收,闪蒸汽的有效应用,软化水的回收。
         关于高、中压回收系统,在系统中设特地的闪蒸安装,闪蒸汽供低压用汽设备运用。同
时也减少了其他冷凝水的回收难度。假如没有下一级低压蒸汽用户,能够设置热交流器,加
热其它用处的工艺介质,做到能量的有效应用。在冷凝水回收管网中能够设多级闪蒸安装,
使蒸汽按梯级方式应用。
         冷凝水回收安装中最终的冷凝水普通送回锅炉重新运用,这样不只节约了热能,也节约
了软化水,从而也俭省了水处置的费用。
         有时,冷凝水被污染,不能作为软化水,但是其中的热能还是应该尽量回收,能够作为
低温加热热源运用,如用于取暖,间接加热热水或其它工质。
         当企业采用热电厂供汽时,把冷凝水回收到锅炉管网太长,或者需求回收的冷凝水数量
太少,  不值得设回收管网,也应该把用汽点的冷凝水搜集起来,就天时用。


三、冷凝水回收技术改造对系统的影响
对用汽设备的影响
         大多换热设备是应用蒸汽的潜热完成热能转换的,这也是冷凝水回收的通常范畴。回收
技术的运用,增加用汽设备背压,减少疏水阀工作压差,若不做相应调整,可能会影响消费,
详细处理方法如下:
     1)对高、中压用汽设备,经过改动疏水阀的排放口和管网管径及衔接方式,调理压差
和流量关系直接处理。
     2)对低压用汽设备,经过采用无压式疏水阀或放射增压疏水的回收方式处理。
    总之,对用汽设备,回收技术的运用必需改动原有的配置,保证对用汽设备加热工艺无
任何不利影响。
对回收管网的影响
          1)对高、低压冷凝水合流管网,由水力计算肯定压力匹配状况。压力工况不能保证低压
设备正常回水时,高、低压管路要分设,采用不同回收安装,以到达最好的节能效果。
          2)对压力相差不大的管网,由水力计算肯定选取管径,防止不合理的管径设计带来的水
击、汽塞等不良影响。
对有害气体排放的影响
          1)在相同热负荷条件下,经过冷凝水回收,会降低锅炉烟尘的排放,利于环保。
          2)冷凝水回收减少因跑、冒、滴、漏对环境产生的热污染。
对高温冷凝水的二次闪蒸汽排放的影响
   1)密闭式冷凝水回收系统对二次闪蒸汽要有合适的设计计划,按压力、流量和质量选
择用处。
     2)二次闪蒸汽优先选择工艺简单且能完整应用的用户。
     3)二次闪蒸汽需排放时,要采用消音、减压等措施。
对锅炉热力除氧的影响
          1)冷凝水回收热量小于锅炉热力除氧均衡状态热量时,冷凝水可直接回除氧器。
          2)冷凝水进除氧器时普通不与锅炉供水管同程,而在除氧器壳体上方启齿,采用冷凝水
平均进入方式布置,且要设计冷凝水回收系统真空倒灌的预防措施。
          3)本着冷凝水优先运用准绳,原除氧器上水水量应依据冷凝水回水量下调。
          4)对手动控制除氧温度的除氧器,蒸汽进汽量依据冷凝水回收量作相应减少、以至关闭。
对锅炉水处置设备的影响
     1)冷凝水为纯洁的软化水,冷凝水回收量的增加,锅炉软化水供给量相应减少。
     2)锅炉软化水处置设备并非随回收量的增加而减少,必需坚持无冷凝水时的备用状态。
     3)冷凝水水质要连续监测,一旦水质由于其它要素不契合锅炉请求,软化水应立刻供
给。
     4)冷凝水遭到常规污染时,要增加相应的冷凝水处置设备。
对锅炉运转的影响
     1)冷凝水直接进锅炉汽包时应在省煤器行进入,冷凝水进水温度和锅炉汽包内水蒸汽温
度要有40℃以上的温差。
     2)应尽量保证冷凝水先进入锅炉,同时关于锅炉辅机系统尽量采用变频调速控制方式。
3)原锅炉供水量需依据冷凝水回收量做相应调整。
冷凝水回收技术改造的节能效果、本钱和效益
一、节能效果
         冷凝水回收是蒸汽热力系统循环中的一个重要环节,从系统节能的观念动身,冷凝水回
收应用的好坏直接影响蒸汽热力系统总的能源应用效率。这主要表现在以下几方面:
         1)热能价值:冷凝水具有蒸汽热能(焓值)的20%左右,相关于一个不回收冷凝水的系统
来讲,冷凝水回收改造的节能潜力大于热力系统中的其它环节。
         2)工艺均衡:冷凝水回收系统的完善设计能够补偿疏水阀选型不当而形成的用汽设备蒸汽
走漏3%左右,减少高温饱和水的闪蒸损失5—10%。
         3)热均衡:回收冷凝水余热用于热力除氧,减少热力除氧器的新蒸汽运用量,减少了高品
位蒸汽的耗费量;回收冷凝水到锅炉汽包能够俭省锅炉燃料,普通来说,给水温度每上升6℃,
就能够俭省燃料1%。冷凝水回收有利于锅炉排污量减少,降低排污热损失,进步锅炉热效率。
        4)程度衡:冷凝水做锅炉给水可减少软化水处置量,俭省软化水处置费用。
二、技术经济效益
项目投资
        冷凝水回收新建项目投资由回收管网、回收泵站、自动控制、土建装置费用等几局部组成。
冷凝水回收改造项目投资由用汽设备疏水阀选型、回收管网改造、回收泵站改造、自控系统和
局部土建改造等费用组成。
         企业厂区半径,用汽设备数量,回收管网管径及数量,冷凝水压力等级及流量,冷凝水利
用方式及控制方式等决议了项目投资总额。

投资回收期
         冷凝水的价值直接表现为热能价值、冷凝水纯洁质量价值和减少排污价值三局部。项目投
资固然因是新建项目和改造项目有所不同,但是冷凝水价值也由于采用动力设备的不同,蒸汽
本钱也不一样,以致冷凝水价值也不一样。以动力设备为燃煤锅炉为例(燃油和自然气蒸汽成
本更高),蒸汽本钱普通为60—90元/吨不等,每吨冷凝水年价值:当设备连续运转时,每年节
约冷凝水价值10万元左右;当设备连续运转时,每年节约冷凝水价值5万元左右。
运转费用
         由于冷凝水回收计划因详细状况差异很大,但是冷凝水回收所需的动力耗费与其回收的热
能和软化水的价值相比要小得多。
         对冷凝水直接作锅炉汽包给水的回收系统,回收安装运转电费可局部抵消锅炉原给水泵运
行电费。
         对冷凝水作除氧器给水的回收系统,运转费用为回收安装的冷凝水泵电费。
         对冷凝水作采暖或其它应用方式时,依据详细应用作详细热能剖析。
三、环境效益和社会效益

         经过冷凝水节能技术改造,不只能带来良好的节能效果和客观的经济效益,也能够产生良
好的环境效益和社会效益。
       ( 1)减少环境热污染
         冷凝水从用汽设备排入大气的一霎时,由于压力忽然降低,产生大量二次闪蒸汽,喷出的
高温冷凝水夹带闪蒸汽极易烫伤现场操作工。在北方的冬季,由于环境温度较低,易构成雾幕,
影响行人视野。在夏季,是招致环境高温的爪牙。
        (2)减少烟尘及有害气体排放量
         余热的回收随同供热量的减少,对燃煤锅炉而言,意味着燃煤量减少,烟尘排放减少,其
中的有害气体CO2、SO2相应减少。
        (3)进步我国能源应用整体程度
         由于蒸汽热力系统的应用十分普遍,简直各种行业都大量运用。同时冷凝水回收遭到详细
消费条件和回收技术条件的限制,普遍回收率偏低。因而经过施行冷凝水回收节能改造能够大
幅度进步能源效率,对减轻我国能源需求压力和环境压力都十分重要。


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