蒸汽凝結水回收技術的幾個問題
上海申弘閥門有限公司
摘 要 介紹蒸汽凝結水回收的基本原理,明確回收的基本原則,并對凝結水兩種回收方法進行對比分析,使企業在設計回收系統時有一個清晰的判斷,同時介紹在密閉式回收技術中
應用的其他熱能技術。
關鍵詞 蒸汽 凝結水 回收技術中
1 蒸汽凝結水回收的基本原理
工業鍋爐產生的蒸汽,廣泛應用于企業生產各工藝流程。蒸汽加熱具有熱焓值高、加熱效率高以及溫度控制方便等一系列優點。從加熱方式來分,蒸汽加熱可分為直接加熱和間接加熱兩種,當蒸汽從間接加熱設備(或換熱設備)釋放出熱量以后,就形成蒸汽冷凝水,這部分凝結水必須盡快排出,否則將嚴重影響熱交換效率。但在飽和溫度下這部分凝結水含有蒸汽總熱量的20%～30%,而且是的潔凈水,如果把它白白排放掉,是一種很大的浪費,應該加以回收利用。
以來,蒸汽凝結水回收都面臨著一對無法避免的矛盾,即一方面要盡可能提高回收溫度,提高余熱回收率,另一方面又要盡可能不要影響原有生產的正常進行。因為如果要提高余熱回收的品位,就要提高背壓,那么在某些情況下會影響凝結水的排放。應該找到一個合適的平衡點,在制訂凝結水回收方案時,這點應特別注意。
科技的進步推動了冷凝水回收技術的提高和發展,包括疏水器技術、耐高溫輸送水泵及其防汽蝕技術、含有水汽兩相流的管網設計技術及相關的電控技術等,使原來認為不能回收或很難回收冷凝水的一些行業和領域,現在也能正常地回收運行。
2 凝結水回收的原則
(1)在滿足工藝要求的條件下,凡凝結水有可能
被回收的,應盡量采用蒸汽間接加熱方式,以提高回收量。
(2)凝結水回收率不得小于60%。
(3)對可能被污染的凝結水,確認有回收價值的,應設置水質監測及凈化裝置予以監測回收或凈化回收。
(4)二次蒸發箱產生的蒸汽和高溫凝結水的熱能應盡量利用。
3 凝結水回收方法對比分析
通常,凝結水回收方法有開放式回收和密閉式回收兩種,現加以對比分析:開放式回收是工業企業沿用很久的一種蒸汽凝結水回收方法,其特點是在回收過程的某個環節對大氣開放,以便排出泄露蒸汽和閃蒸汽,達到降低壓力和降低溫度(便于輸送)的目的。這種方法對于冷凝水回輸的基本概念是位差式的回收,即用汽設備位置高,冷凝水下排入回收管道,而回水箱則設在地下室內,冷凝水回收泵又在水箱的低部以保證有一個合適的正壓頭。開放式回收的優點是技術原理淺顯明白,適應性寬,投資省。但其缺陷也很明顯,主要是熱能浪費大,余熱回收率低。可以這樣分析:首先是泄露蒸汽和閃蒸汽都排入大氣,而且在排放過程中夾帶的水分很多,另外儲水箱的體積一般很大,凝結水停留的時間很長,壁面散失的熱量也不少。總的來講,余熱回收率不會超過50%,軟水回收率一般在70%左右。密閉式回收就是在冷凝水回收的各個環節都不與大氣相接觸。其冷凝水回輸的基本原理為壓差式的回收,即用汽設備尾部疏水器處的壓力高于管道阻力和集水罐壓力的總和,蒸汽凝結水可以靠壓力差回輸進集水罐內,雖然由于壓差減少會影響流速,但只要對疏水器排量、管徑、管網布置等充分考慮裕量,問題不難解決。密閉式回收通過提高余熱的品位、余熱基本無排放和即排即放的回收理念,實現較高的余熱回收率和理想的節能經濟效益。
相對于開放式回收,密閉式回收的優點是非常突出的,就是將企業現有的開放式系統改成密閉式系統,其增加的節能效益一般也可以在1年內收回投資。開放式回收與密閉式回收對比如表1表1 冷凝水回收方式比較開放式密閉式原理位差式壓差式特點與大氣接觸不與大氣接觸結構簡單復雜閃蒸損失大小熱能損失大小環境污染較大較小系統運行不穩定平穩投資較少較多
4 密閉式回收和其他熱能利用技術的結合
411 高溫凝結水的輸送
普通離心泵輸送高溫水的大困難是汽蝕問題,發生汽蝕后,將無正常流量輸出,泵體劇烈震動,葉輪等部件嚴重受損,使得離心泵無法正常運行。經過多年的研究和實踐,遼寧能源研究所采用噴射器給水泵入口增壓的方法,它以泵出口的高壓水作為工作流體,通過和相對低壓的高溫熱水在噴射器內進行混合,形成一種壓力適中的混合流體,使飽和狀態的高溫熱水變成過冷狀態。這樣就巧妙地解決了泵的汽蝕問題,在實際應用中可以做到正常泵送溫度高達150～180℃的高溫水。
412 噴射熱泵的應用
所謂噴射熱泵是用正常蒸汽(壓力較高)作為工作流體,回收凝結水的乏汽(壓力較低)作為引射流體,在噴射器內形成壓力適中的低壓蒸汽,這部分混合汽可以重新用作生產之用,不僅充分利用了這部分余熱,而且有效降低回收系統的背壓,更有利于凝結水回收。
413 噴淋和吸附技術的應用對使用低壓蒸汽的生產設備,可以使回收系統形成負壓,造成一個好于開放式回收的回收環境;對于較高壓力的生產設備,可以起到蓄熱器的作用,滿足供汽不足時穩定低壓蒸汽的生產需要。
414 蒸汽的梯級利用高一級壓力的蒸汽經用汽設備使用以后的水汽混合物,進入閃增穩壓罐,進行水汽分離,凝結水可由疏水器回收,低一點壓力的蒸汽經過調壓系統后可以繼續使用,這樣形成一個兩級或多級的梯級利用系統,使蒸汽熱能得到充分利用。該技術在濕法纖維板生產中得到成功應用。
凝結水回收技術是一項十分成熟的熱能利用技術,凡是大量采用蒸汽間接加熱設備的企業,都應該對冷凝水加以回收利用,但在實際應用中,依然存在不少缺憾,特別是疏水器的質量問題和安裝問題以及管理上的缺位,相當多企業的回收裝置“趴窩”,極大影響了回收效果和積極性。如還想了解更多節能問題請點擊減壓閥查看。
參考文獻:GB/T12712—91蒸汽供熱系統凝結水回收及蒸汽疏水閥技術管理要求
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