設計密閉式冷凝水回收系統(tǒng)的幾個關鍵技術(shù)問題

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摘要：一個成功運行的凝結(jié)水回收系統(tǒng)，將會顯著提高整個熱力系統(tǒng)的效率，節(jié)約電、煤及水處理費用，對工廠的節(jié)能降耗，提高經(jīng)濟效益有顯著的作用。如何處理和利用這些冷凝水，如何設計出有效、合理的冷凝水回收系統(tǒng)，作為設計者應當注意其中的幾個關鍵技術(shù)問題。

　　關鍵詞：冷凝水回收 疏水器 回收管網(wǎng) 回收泵站 節(jié)能

　　前言

　　對于使用蒸汽作為熱源來完成各種加熱過程的工業(yè)企業(yè)來說，蒸汽在用汽設備中被使用的實際上僅僅是其潛熱，蒸汽的顯熱—冷凝水所具有的熱量幾乎全部被丟棄。這是因為要提高蒸汽使用設備的生產(chǎn)效率，即加熱效率，就必須盡快把傳熱效率低的冷凝水從蒸汽中排出去。蒸汽在各用汽設備中放出汽化潛熱后，變成同溫同壓下的飽和冷凝水，如果未受污染，冷凝水近于純凈的蒸餾水，可以直接作為鍋爐給水。一般來說，飽和冷凝水平均具有蒸汽熱能的20%左右，如不回收，不但損失熱能，將增加化學水處理費用，增加鍋爐排污量及由此增加的熱損失，因此回收冷凝水是一項重要的節(jié)能措施，近年來得到了越來越多的企業(yè)的重視，出現(xiàn)了各種各樣的回收系統(tǒng)。如果將飽和冷凝水排放掉或冷卻后回收，都會造成環(huán)境的熱污染和能源的浪費，甚至有些工廠的用汽設備根本沒有安裝疏水器，或疏水器選型不正確，漏汽嚴重，使部分蒸汽直排，導致的環(huán)境熱污染和能源浪費更為嚴重。因此，如何處理和利用這些冷凝水，如何設計出有效、合理的冷凝水回收系統(tǒng)，作為設計者應當注意其中的幾個關鍵技術(shù)問題。

　　一、冷凝水回收系統(tǒng)

　　由于飽和冷凝水在輸送過程中因壓降而存在閃蒸，形成一種汽液兩相流，并隨壓力和溫度改變而相互轉(zhuǎn)化，這使冷凝水回收利用存在一定的復雜性。在設計回收系統(tǒng)時，要對用汽設備的熱負荷進行詳盡調(diào)查，完成從鍋爐—蒸汽管網(wǎng)—用汽設備—疏水系統(tǒng)—回收管網(wǎng)—回收泵站—鍋爐的熱力循環(huán)系統(tǒng)的周密設計，保證熱力系統(tǒng)近于完善的能源梯級利用程度。根據(jù)冷凝水回收的基本理論，我們?yōu)橹貞c黔江卷煙廠設計了閉式凝結(jié)水回收系統(tǒng)，鋪設回收管線500余米，設置2個回收泵站，實現(xiàn)了無人值守，自動運行，凝結(jié)水水質(zhì)完全達到國家標準，凝結(jié)水直接進入鍋爐除氧器。

　　二、設計密閉式冷凝水回收系統(tǒng)的方法

　　1、回收系統(tǒng)的組成

　　回收系統(tǒng)由疏水器組件、回水管網(wǎng)、加壓泵站組成。

　?。?）疏水器的選型

　　疏水器是凝結(jié)水回收系統(tǒng)的重要部件，它能及時將凝結(jié)水排出并防止蒸汽跑失，其性能要求很高。疏水器選型要注意的問題， 一是選擇何種疏水閥，一是選多大排量的疏水閥。

　　針對黔江卷煙廠的設備現(xiàn)狀，全部選用斯派莎克公司的疏水閥。對加熱設備，由于需要及時排除凝結(jié)水，一律選用浮球式疏水閥組即：過濾器+浮球式疏水閥+觀視鏡+止回閥。對于管道、分汽缸疏水，一律采用熱動力式疏水閥。疏水閥的型式確定以后，第二個要注意的問題是所選擇的疏水閥要有足夠的排量，這需要詳細調(diào)查用汽設備的蒸汽耗量，蒸汽壓力，以確定疏水器的工作壓差及排量，選擇合適的排量系數(shù)，并初步估算疏水閥背壓的大小，根據(jù)以上條件初步選定疏水閥的容量。

　　（2）回收管網(wǎng)的規(guī)劃確定

　　根據(jù)黔江卷煙廠的地形條件和設備布置情況，決定設置二個回收系統(tǒng)，一個是主廠房回收系統(tǒng)，回收點15個，其中包括1個管道疏水點?；厥展芫€總長300余米，各設備及管道疏水匯合到母管以后自流至泵站，母管直徑φ108×4，各設備疏水壓差均在0.4Mpa左右，惟管道疏水壓差達1.3Mpa，因管道疏水是間斷排放，母管管徑又足夠大，故不會影響設備的正常疏水。

　　另一個回收系統(tǒng)是新發(fā)酵室回收系統(tǒng)，回收點28個，鋪設管線100余米，管徑φ57×3.5，兩回收系統(tǒng)匯合后由一根φ89×4管道接入鍋爐房，進入除氧器?；厥障到y(tǒng)確定以后，根據(jù)凝結(jié)水的流量及溫度初選管徑，再對整個管網(wǎng)作水力計算，同時對二次閃蒸汽進行計算以校核所選管徑是否合適。管徑選擇過大，浪費材料，選擇過小，將使凝結(jié)水系統(tǒng)阻力過大，使系統(tǒng)不能正常運行。從疏水器出口到閃蒸罐入口間的凝結(jié)水管道中的流體按汽水混合物考慮，從閃蒸罐出口到鍋爐房之間的凝結(jié)水管道可認為其中全部是水，分別計算管徑。水平安裝的回水管道應有一定坡度，一般不小于0.002~0.003.回水管道的最低點設放水閥，最高點設放氣閥。

　?。?）回收泵站

　　目前有多種用于凝結(jié)水回收的泵站設備可以選擇，例如多級離心泵+噴射泵、蒸汽泵等，由于多級離心泵+噴射泵法存在一些問題，經(jīng)過權(quán)衡比較，我們選擇了斯汽莎克公司的蒸汽泵，該型泵具有輸送量大，無轉(zhuǎn)動部件，操作簡單，可實現(xiàn)無人值守，自動運行，勿須專人維護，運行壽命長等優(yōu)點。

　　由于各設備疏水壓力均比較高，為了充分利用熱能，在兩個泵站均設置了閃蒸罐以回收利用二次蒸汽。根據(jù)廠方的要求，主廠房系統(tǒng)的二次蒸汽用作洗澡加熱及取暖，新發(fā)酵室系統(tǒng)的二次蒸汽用作取暖。

　　我們共設置了兩個回收泵站，一個布置在主廠房附近，另一個布置在新發(fā)酵室附近，均安裝有蒸汽泵、閃蒸罐及相應管道、閥門，閃蒸罐上安裝有水位計、安全閥。

　　三、結(jié)論本次凝結(jié)水回收系統(tǒng)設計的重點如下：

　　1、準確掌握凝結(jié)水回收量及壓力

　　2、合理選擇工藝。

　　對回收管道必須進行詳細的水力計算，遵守管網(wǎng)設計的原則，注意排水排氣，防止水擊。根據(jù)不同情況分別按汽液兩相流和液體計算以確定管網(wǎng)壓力和管徑，據(jù)此選擇合適的泵和疏水閥。在泵和用熱設備之間的凝結(jié)水母管不能選型過小，否則有可能使疏水閥不能正常工作。一些失敗的設計往往就是由于管網(wǎng)設計不當，管徑選擇不當，以及錯誤的選擇了疏水閥。

　　一個成功運行的凝結(jié)水回收系統(tǒng)，將會顯著提高整個熱力系統(tǒng)的效率，節(jié)約電、煤及水處理費用，對工廠的節(jié)能降耗，提高經(jīng)濟效益有顯著的作用。

　　參考文獻

　　1、《供熱工程》冶金工業(yè)出版社 1988年

　　2、《熱力發(fā)電廠》電力工業(yè)出版社 1981年

　　3、《密閉式冷凝水回收系統(tǒng)設計選型說明書》大連匯能高新技術(shù)開發(fā)公司 一九九四年十月

　　4、[日]高田敏則，平正登。冷凝水回收與利用。北京：機械工業(yè)出版社，1992