蒸汽凝結(jié)水的回收及利用

1、第22卷, 總第123期2004年1月, 第1期節(jié)能技術(shù)E NERGY C ONSERVATI ON TECH NO LOGY V ol. 22,Sum. N o. 123Jan 12004,N o. 1蒸汽凝結(jié)水的回收及利用楊軍1, 楊月2, 王茂廷2, 王蓮2(11遼寧石油化工大學(xué)油氣儲(chǔ)運(yùn)系;21化工機(jī)械系遼寧撫順113001摘要:本文針對(duì)凝結(jié)水回收系統(tǒng)以及基本的設(shè)計(jì)形式進(jìn)行了分析, 同時(shí)著重闡述了凝結(jié)水回收和利用的幾種途徑, 并分析計(jì)算了凝結(jié)水回收系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。關(guān)鍵詞:凝結(jié)水; 開(kāi)式系統(tǒng); 閉式系統(tǒng); 回收; 利用; 閃蒸汽中圖分類號(hào):TK223. 5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1002-6

2、339(2004 01-0033-02The R ecovery and Application of Y ANGJun ,Y Y ue -(Dept.of S torage and T ransportation , University ,Fushun 113001,China Abstract :of the recovery of steam condensation water system and basic design. Meanwhile several methods of the recovery and application of steam condensation

3、 water ,and ana 2lyzed economic of the system.K ey w ords :condensation water ;opened system ;closed system ;recovery ;application ;flash steam 1概述蒸汽作為一種熱源載體, 通過(guò)直接或間接的對(duì)物料或其它介質(zhì)的加熱, 溫度降低, 部分轉(zhuǎn)化為凝結(jié)水。這部分凝結(jié)水所含的熱量占蒸汽總熱量的20%50%, 就凝結(jié)水本身而言, 它又具有溫度高、水質(zhì)好、不需軟化處理的優(yōu)點(diǎn), 將其直接送回鍋爐或通過(guò)與補(bǔ)給水換熱后進(jìn)入水處理裝置, 這樣不僅節(jié)約了燃料和水處理的費(fèi)用而且降

4、低了補(bǔ)給水的用量。凝結(jié)水的回收作為供熱系統(tǒng)的最后的環(huán)節(jié), 要想達(dá)到如期的節(jié)能效果就應(yīng)從兩個(gè)方面著手:(1 選擇泄漏率低、使用壽命長(zhǎng)的疏水器及凝結(jié)水回收裝及凝結(jié)水置。例如阿姆斯壯公司生產(chǎn)的疏水器(泄漏率僅為3自動(dòng)回收裝置。(2 根據(jù)系統(tǒng)的工藝方案以及設(shè)備的技術(shù)要求來(lái)選擇凝結(jié)水回收方案。水回收系統(tǒng)不能正常工作(嚴(yán)重時(shí)造成凝結(jié)水回收系統(tǒng)癱瘓 。2. 1. 2凝結(jié)水回收裝置凝結(jié)水回收裝置一般包括集水罐和凝結(jié)水回收泵兩部分。凝結(jié)水通過(guò)疏水器和回水管線進(jìn)入集水罐, 經(jīng)過(guò)緩沖后由凝結(jié)水泵輸送至換熱設(shè)備或除氧器等下級(jí)設(shè)備。2. 2凝結(jié)水回收系統(tǒng)的兩個(gè)基本設(shè)計(jì)2. 2. 1開(kāi)式回收開(kāi)式回收在大多數(shù)場(chǎng)合進(jìn)行了應(yīng)用

5、, 根據(jù)在實(shí)際工作觀察時(shí)發(fā)現(xiàn), 該方式對(duì)每臺(tái)用汽設(shè)備的疏水器的工作性能有極高的要求。如果在疏水器失效或疏水器的泄露率高的情況下都會(huì)造成有大量的新鮮蒸汽從集水罐的排氣口噴出, 造成環(huán)境的污染和能源的浪費(fèi)。同時(shí)由于開(kāi)式系統(tǒng)在回水缸處與大氣相通, 這樣就不可避免地造成大量的閃蒸汽的溢出, 實(shí)際的凝結(jié)水溫度僅在75左右; 又由于空氣直接進(jìn)入系統(tǒng), 會(huì)造成嚴(yán)重的管網(wǎng)腐蝕, 所以開(kāi)式系統(tǒng)的弊端較多。見(jiàn)圖1。2. 2. 2閉式回收隨著高溫凝結(jié)水回收裝置的研發(fā)以及國(guó)外進(jìn)口設(shè)備的引入(例如:美國(guó)阿姆斯壯公司的凝結(jié)水自動(dòng)回水泵和國(guó)內(nèi)加裝噴射增壓回路的離心泵 , 閉式回收系統(tǒng)得以在一定的范圍內(nèi)使用。閉式回收設(shè)計(jì)可以

6、直接輸送高溫的凝結(jié)水, 因而回收系統(tǒng)得以在較高的溫度和壓力下運(yùn)行, 這就使空氣不直接進(jìn)入系統(tǒng), 系統(tǒng)內(nèi)的閃蒸量也會(huì)明顯的減少, 熱量也會(huì)得到充分的利用。在這里要說(shuō)明的是:在這種情況下不需要安裝蒸汽疏水閥。如果蒸汽供汽壓力高于回水管線的壓力, 在疏水泵的出口需要安裝蒸汽疏水閥, 且該閉式回收一般用于壓力低于回水管線壓力的工況。見(jiàn)圖2。值得注意的是, 在閉式循環(huán)中, 如汽輪發(fā)電裝置中凝結(jié)水都是可以利用的; 但開(kāi)式循環(huán)中凝結(jié)水是否回收視污染的程度而定。2凝結(jié)水回收系統(tǒng)2. 1凝結(jié)水的輸送為了保證凝結(jié)水高效地低損耗地輸送, 凝結(jié)水輸送系統(tǒng)一般由兩部分構(gòu)成, 一部分為疏水系統(tǒng), 另一部分為凝結(jié)水回收裝置

7、(兩部分不一定同時(shí)存在, 要根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際情況而定 。2. 1. 1疏水系統(tǒng)疏水系統(tǒng)的重要設(shè)備即疏水器在節(jié)能和凝結(jié)水回收系統(tǒng)內(nèi)起到了極為重要的作用。性能良好的疏水器不但能及時(shí)的完成阻汽排水和排不凝性氣體任務(wù), 而且也是整個(gè)凝結(jié)水回收和利用系統(tǒng)的重要門(mén)戶。一旦使用質(zhì)量差的疏水設(shè)備, 不但損失了大量的新鮮蒸汽污染了環(huán)境, 而且回水管線內(nèi)產(chǎn)生氣阻導(dǎo)致凝結(jié)收稿日期2003-09-10修訂稿日期2003-10-16作者簡(jiǎn)介:楊軍(1977 , 男, 遼寧撫順人, 遼寧石油化工大學(xué)碩士研究生。3凝結(jié)水的回收途徑一般來(lái)說(shuō)凝結(jié)水的回收主要通過(guò)兩種途徑:一種是利用凝33 壓區(qū)時(shí), 部分凝結(jié)水就會(huì)產(chǎn)生二次蒸汽,

8、這種現(xiàn)象即為凝結(jié)水的閃蒸。由于閃蒸汽從凝結(jié)水中帶走大量的熱量, 所以閃蒸汽具有很高的利用價(jià)值。充分的利用閃蒸汽是凝結(jié)水利用的重要組成部分。閃蒸汽的產(chǎn)生量主要與凝結(jié)水前后的壓力差和流量有關(guān)。具體參數(shù)如圖3 。圖1 凝結(jié)水開(kāi)式回收系統(tǒng)3圖2凝結(jié)水閉式回收系統(tǒng)結(jié)水自身的壓力通過(guò)疏水器將凝結(jié)水輸送至除氧器或其它的下一級(jí)設(shè)備, 這種回收方式對(duì)疏水器質(zhì)量以及閥后背壓的確定都有較高的要求。由于凝結(jié)水流動(dòng)過(guò)程中壓力的降低產(chǎn)生一定量的閃蒸汽, 使管內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)十分復(fù)雜。一般工程上, 對(duì)于壓力相差較小的回水系統(tǒng)可加裝集水罐來(lái)控制壓力。另一種回收途徑是通過(guò)凝結(jié)水回收裝置來(lái)進(jìn)行加壓回水。4凝結(jié)水的利用作為一種優(yōu)質(zhì)的軟化

9、水和含高熱量的熱水, 凝結(jié)水具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和廣泛的應(yīng)用價(jià)值, 加之高壓凝結(jié)水壓降后產(chǎn)生的二次蒸汽使其被利用的潛能更大。目前凝結(jié)水的利用方式主要有以下幾種:(1 鍋爐補(bǔ)水理論上講蒸汽凝結(jié)下來(lái)的凝結(jié)水是含高熱的純凈軟化水, 如將純凈凝結(jié)水直接輸送到鍋爐, 不僅節(jié)約了補(bǔ)給水量和水處理的費(fèi)用, 而且減少了加熱補(bǔ)給水所需的燃料費(fèi)用。這種方式利用凝結(jié)水是最有效的途徑之一。但實(shí)際工作中很難保證凝結(jié)水的品質(zhì), 由于蒸汽運(yùn)用場(chǎng)合及工藝的不同, 凝結(jié)水中往往會(huì)含有部分有機(jī)物, 例如:油等化學(xué)物質(zhì)和一部分固體污物。所以在保證有效的利用凝結(jié)水的前提下, 考慮到運(yùn)行成本的同時(shí), 在把凝結(jié)水輸送回鍋爐之前可以進(jìn)行必要

10、的水處理, 除去凝結(jié)水中的固體污物以及超標(biāo)的元素含量, 以提高凝結(jié)水的品質(zhì)。特別值得注意的是如果凝結(jié)水回到有汽輪機(jī)存在的設(shè)備時(shí), 必須控制凝結(jié)水中硅的含量, 一旦硅的含量超標(biāo)將嚴(yán)重影響汽輪機(jī)葉片的工作性能。所以說(shuō)如果要將凝結(jié)水送回鍋爐就一定要監(jiān)控凝結(jié)水的水質(zhì)情況。(2 換熱的利用換熱利用主要適用于:11凝結(jié)水的集中處距離鍋爐較遠(yuǎn)時(shí); 21用汽單位沒(méi)有鍋爐; 31凝結(jié)水混入具有腐蝕性的污染物質(zhì); 41凝結(jié)水的水處理費(fèi)用較高時(shí)(遠(yuǎn)大于凝結(jié)水的自身價(jià)值 , 以上的情況就不適合鍋爐補(bǔ)水的利用方式, 通常是利用換熱器給鍋爐補(bǔ)給水進(jìn)行加熱或者本著就近利用的原則利用到生產(chǎn)工藝中。(3 閃蒸汽的利用處于飽和狀

11、態(tài)下的凝結(jié)水一旦排至低, , 就可以直接將閃蒸, 。, 通過(guò)閃蒸罐的閃蒸汽進(jìn)入低壓管網(wǎng)或低壓用汽設(shè)備。這里應(yīng)當(dāng)注意的是, 如果低壓用汽設(shè)備只靠閃蒸汽進(jìn)行加熱時(shí), 為保證低壓用汽設(shè)備的蒸汽供給量, 應(yīng)加裝新鮮蒸汽補(bǔ)給系統(tǒng)。其主要的功能是通過(guò)減壓閥來(lái)實(shí)現(xiàn)的, 當(dāng)凝結(jié)水量減少時(shí)閃蒸汽量也減少并造成閃蒸汽壓力降低, 此時(shí)設(shè)置在低壓用汽設(shè)備前的蒸汽壓力傳感器將信號(hào)傳給新鮮蒸汽供給管線上的減壓閥, 這時(shí)減壓閥開(kāi)啟向低壓用汽設(shè)備補(bǔ)充新鮮蒸汽, 直到壓力傳感器顯示達(dá)到要求的蒸汽壓力為止關(guān)閉減壓閥。通過(guò)以上的補(bǔ)給裝置保證了低壓用汽設(shè)備的正常供氣量。第二種方法是通過(guò)加熱鍋爐補(bǔ)給水或加熱其它工藝介質(zhì)。其整個(gè)過(guò)程的實(shí)

12、現(xiàn)是通過(guò)熱交換器來(lái)實(shí)現(xiàn)的, 該過(guò)程同樣要依據(jù)就近的原則, 以達(dá)到最少熱損失的目的。在某些情況下可以在集水缸上設(shè)置填料冷卻器, 利用軟化水噴淋閃蒸汽。5蒸汽凝結(jié)水回收利用的效益凝結(jié)水的利用提高了系統(tǒng)的可靠性, 減少了回水熱量的損失?，F(xiàn)就利用凝結(jié)水的效益估算如下:(1 回收凝結(jié)水的熱量, 設(shè)自來(lái)水水溫為20, 回水溫度為100。則每噸回水可利用熱量為334528K J , 如果在熱效率為(2 鍋爐水處理每噸的費(fèi)用100%的情況下, 折合標(biāo)準(zhǔn)煤11. 5kg 。(3 自來(lái)水費(fèi)3. 0元/t , 按每千克標(biāo)準(zhǔn)煤折合1. 4kg 原為11. 0元。煤, 原煤價(jià)按0. 24元/kg 計(jì), 自來(lái)水處理?yè)p失率20%計(jì)。則每回收一噸凝結(jié)水可節(jié)約資金約:0. 24×11. 5×1. 4+11. 0+3. 0×1. 2=18. 46元6結(jié)論凝結(jié)水回收對(duì)蒸汽系統(tǒng)高效合理的利用具有重要的意義, 同時(shí)凝結(jié)水閉式系統(tǒng)的回收效果更好, 但需要系統(tǒng)整體的平衡, 有待于進(jìn)一步的完善。同時(shí)要