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蒸汽冷凝水热回收在工程中应用

2015-10-21鲁景奎

房地产导刊 2015年2期
关键词:冷凝水蒸汽锅炉

鲁景奎

【摘要】蒸汽作为应用最广泛的热量载体之一,它具有可长距离传输、能量值高、系统投资少、运行费用低等特点,因而广泛应用于工业系统、医疗建筑以及高级酒店中,但是蒸汽冷凝水的处理在许多工程中有很大的浪费,本文就蒸汽冷凝水的回收利用,及其回收系统结合实际工程做一介绍,阐述蒸汽凝结水回收对工程收益的影响。

【关键词】蒸汽冷凝水;回收

引言:我们应重视回收凝结水的经济效益、社会效益以及能源紧缺带来的问题,以期通过有效地利用余热,保护环境,降低生产成本,合理利用水资源,这是节约能源的一项重要举措。

1、蒸汽冷凝水回收概述

蒸汽使用的目的:(1)产生电能,例如电厂或者热电联产;(2)为加热或者制程提供热量。1Kg蒸汽完全冷凝后,就会在同样的温度和压力下产生1Kg的蒸汽冷凝水,高效的蒸汽系统将会重新利用这些冷凝水,如果不利用既不节约能源,同时也影响环境,整个系统也不够高效。

饱和蒸汽用于加热后,释放出潜热,这是蒸汽中所蕴含的绝大部分能量,而剩余在冷凝水中的一部分热量称作为显热,冷凝水不仅含有一定的热量,而且是蒸馏水,很适合做锅炉的给水,高效的蒸汽系统将回收这些冷凝水到除氧器、锅炉给水箱或者其他制程。

高效的冷凝水回收系统,可以收集蒸汽设备的冷凝水,返回给给水系统在短时间内得到回报,下图即为一个简单的冷凝水系统,冷凝水回收到锅炉给水箱。

2、蒸汽冷凝水回收的意义

2.1节约成本

冷凝水是有价值的资源,即使回收一部分也会有经济效益;如果冷凝水不做回收,就需要向锅炉补给冷态的水,需要增加水的处理费,水费以及燃料费用。

2.2增加锅炉的出力

低温的锅炉给水将会减少锅炉蒸汽的产出,给水温度越低,就需要越多的热量加热给水,所以产生蒸汽的热量也会相应的减少,如果利用冷凝水则会相应的增加锅炉的出力。

2.3锅炉给水的质量

冷凝水是蒸馏水,几乎不含溶解固形物,锅炉需要定期排污以减少溶解固形物,回收较多的冷凝水就以为着排污较少,所以能量损失也会减小。

综上冷凝水热回收的意义可以概括如下:

①减少了水费、②减少了水排放费用和可能存在的冷凝水的冷却费用、③较少了燃料的消耗、④可以产生更多的蒸汽、⑤减少锅炉排污、因而降低了能量损失、⑥较少水处理费用。

3、冷凝水回收办法

这系统的功能在于回收利用冷凝水的热量(包括闪蒸汽热量)与软化水,依据不一样的状况可使用不同工艺方式。通常习惯上有开式系统与闭式系统之分。

3.1开式系统

该系统冷凝水收集箱是开口式,与大气相通,由于冷凝水进入收集箱时压力突然降低,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℃。实际上,由于闪蒸散热或有时为了防止输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,容易引起管道腐蚀。但开式系统装置简单,投资较少。与冷凝水直接排放相比,仍有一定的节能效果。

3.2闭式系统

该系统中冷凝水收集箱是封闭式,系统内冷凝水压力始终保持高于大气压力,使冷凝水水温低于该压力下的沸点,冷凝水的热能得到充分利用。而且闭式系统的冷凝水保持蒸汽原有品质,用于锅炉给水时,不会增加溶解氧量,也减少了锅炉补水量,减少了水处理的费用。

冷凝水是否属于闭式回收,要看系统压力和大气压力之间的关系。若用汽设备使用蒸汽压力为P1,冷凝水回收集水罐的标定压力为P2,大气压力为P0。当P2越接近于P1时,回收系统闭式程度越高,节能率越高;反之,P2越接近于P0时,回收系统的密闭程度越差,节能率越小。显然,密闭系统评判标准是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。

4、蒸汽冷凝水回收方式与设备的确定

因为现在凝结水回收技术的接连提升与完善,凝结水回收设备的不断改进和新型高性能回收设备的不断研制,凝结水回收系统有效利用凝结水的各种资源的可能性大大提高。以往,凝结水回收系统采用的回收设备一般是疏水阀、集水箱、普通水泵等,对于回收系统中存在的问题,如汽水共存而产生的管路里的水击现象,疏水阀选型不当而产生的漏汽现象,普通水泵运行时产生的汽蚀问题,凝结水不能有效利用问题等等,随着回收设备的研制和开发逐步得到解决。如为了充分利用凝结水中的含汽问题和有效利用其能量,在管路里设置凝结水扩容箱,使凝结水闪蒸产生二次蒸汽,回收闪蒸蒸汽,从而达到能量的充分利用并解决管路里的水击问题。再如,为解决高温饱和凝结水的泵内汽蚀问题,利用喷射增压原理,并在国外先进技术基础上,研制的高温饱和凝结水密闭回收装置,解决了离心泵在泵送高温饱和凝结水时产生的汽蚀问题,并解决了喷射泵喷射增压过程中本身的汽蚀问题,为闭式回收系统充分利用凝结水中的热能,最大量地回收凝结水,节约燃料和软化水,提高凝结水回收系统的经济性提供了可能。还有,带自增压环加压装置的蒸汽回收压缩机,可将蒸汽及高温凝结水以高温方式直接压进锅炉,这种回收设备的回收热效率较高。

5、冷凝水回收项目的热经济性分析

对于闭式冷凝水回收系统,投资主要用于疏水阀单元、回水管网和回收设备——泵、热水罐、热交换器、扩容器、高性能的回收装置等,以及保温及管网材料、技术服务、工程施工费用等。而回收项目的经济效益则从以下几个方面进行分析:

1)闭式回收系统封闭运行,压力提高而减少漏汽量产生的效益;

2)冷凝水的回收以节约软化水的价值;

3)冷凝水回收使锅炉进水温度提高,节约燃料耗量。

当然,还有一定的社会效益。通常,我们采用工程技术中常采用的投资回收年限来确定项目投入的合理性和可行性。

对于不同的凝结水改造项目,选用何种回收方式和回收设备,是该项目能否达到投资目的至关重要的一步。首先,要正確选择凝结水回收系统,必须准确地掌握凝结水回收系统的凝结水量和凝结水的排水量。若凝结水量计算不正确,便会使凝结水管管径选的过大或过小。其次,要正确掌握凝结水的压力和温度,凝结水的压力和温度是选择凝结水回收系统的关键。回收系统采用何种方式,采用何种设备,如何布置管网,需不需要利用二次蒸汽,需不需要回收凝结水的全部热量等问题都和凝结水的压力温度有关。第三,凝结水回收系统的疏水阀的选择也是回收系统应该注意的内容。

6、总结

随着能源日益紧张,节能工作越来越重要,凝结 水回收作为一种重要的节能措施将会被越来越重视。随着凝结水回收技术的不断完善和凝结水回收设备的研制开发,凝结水回 收的节能效益将显得更为突出。

参考文献:

[1]魏文茂,冯正中等,密闭式蒸汽凝结水回收节能技术的应用和推广. 节能1996(11)

[2]王汝武 凝结水回收方式的选择[J]节能 2001

[3]家荣,吴树成,凝结水回收及疏水阀[M]北京:中国建筑工业出版 1989

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