阐述蒸汽冷凝水的回收和利用方法
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自动化技术与应用今 日 自 动 化Automation technology and ApplicationAutomation Today2021.3 今日自动化 | 1272021年第3期2021 No.31 现场讨论与技术实现1.1 开式回收系统开式回收时在水温降至75 ℃左右,采用高压泵对热水进行回收,但是由于生产过程中用掉的是蒸汽的热量,而并非是把全部的热能都用掉,蒸汽将热量用于生产线之后,冷凝水直接回收至锅炉。
因为冷凝水经由疏水阀直接排至大气中,大气压和锅炉内的压力差一般是在5~8 kg ,冷凝水在5~8 kg 的压力下突然降到大气压下,冷凝水迅速降温,热量大量释放到空气中。
这时闪蒸蒸汽便大量释放。
而闪蒸蒸汽大约占整个热量的50%,也就是说,闪蒸蒸汽造成的热量损失几乎是整个残留热能的一半。
其次热能损失在疏水阀上,一般生产时使用的疏水阀都是压片式,其疏水的状态都是汽夹液,从中带出来的蒸汽,又会造成20%左右的热能损失。
因此,开式回收系统对热能的回收率可能只有10%左右,其能源回收率是相当低的。
1.2 封闭式回收系统封闭式回收系统则完全与大气隔离,在全闭路装置中,依靠加压装置将废蒸汽和高温冷凝水进行压缩,再将高于锅炉蒸发压力的汽水混合物直接压进锅筒,扩容后形成二次蒸汽再进行利用,如此循环。
这样不但直接减少了蒸汽冷凝水的跑、冒、漏、滴的热损失和热污染,还能取得一系列可观的节能效益。
经过对两种回收系统的透彻分析,项目结合现场生产设备设计及车间布局,最终确定以封闭式回收系统为主,结合开放式蒸汽回收系统之优点,对将设备使用之后的尾气及冷凝水通过回收系统回收,最大程度地利用蒸汽的热量与水资源。
为最大程度的保障回收冷凝水的洁净度问题,全套系统所有的管道均采用304不锈钢材质,阀门均采用304不锈钢卫生球阀,确保了所回收冷凝水不受污染,回收水的洁净度得到有效保障。
而且,使用高规格材料也进一步提高了整个回收系统的耐用性和使用寿命。
蒸汽凝结水回收和利用
1、用蒸汽间接加热产生的凝结水,除被加热介质有毒或有强腐蚀性的溶液外,应加以回收。
回收率应达到60%~85%。
2、生产高压和低压凝结水系统,应分别敷设。
空调、供暖等清洁凝结水应与生产性非清洁凝结水分别敷设。
3、蒸汽凝结水的回收,应根据不同的用汽特点和条件、管道敷设方式采用闭式满管回水、余压回水、开式水箱自流或机械泵回水等方式。
4、蒸汽凝结水热量应按下列要求进行利用:
(1)当采用余压回水系统时,宜在凝结水管道中增设换热装置,回收热量,降低水温度,缩小管径。
(2)凝结水箱宜设二次蒸汽冷却器,用锅炉给水冷凝二次蒸汽,吸收热量。
浅谈蒸汽冷凝水的回收与利用摘要:蒸汽冷凝水的回收可以提高能源利用效率,达到节能减排的目的。
本文论述了蒸汽冷凝水的回收效益及三种回收方式,并简要讲述了蒸汽冷凝水回收的用途。
关键词:蒸汽;冷凝水;回收;利用引言随着人们节能环保意识的提高,人们对冷凝水的看法也在发生转变。
蒸汽冷凝水的回收利用,就是通过回收由用热设备的疏水阀排放出来的高温冷凝水,这部分水的品质达到或接近纯水,可直接作为蒸汽锅炉的补水,也可用于采暖,或其它形式的热交换,冷凝水的再次利用,不仅降低能耗,也可节约锅炉给水或工业用水,节省水处理费用和自来水费。
一、蒸汽冷凝水回收的意义蒸汽冷凝后,会产生质量相当的相同压力的冷凝水。
蒸汽的热量由潜热和显热两部分组成。
加热设备通常使用饱和蒸汽,饱和蒸汽用于加热后,释放出潜热,这是蒸汽中蕴含的绝大部分能量,而剩余在冷凝水中的热量就是显热。
冷凝水自压力较高的换热设备排除后,由于疏水阀后的压力较低,一部分冷凝水会闪蒸成二次蒸汽。
闪蒸气的比例由冷凝水的温度、压力决定,一般闪蒸蒸汽占到高压冷凝水的10%-15%。
我们分析一下冷凝水排放的热量转换,以常用的表压0.6MPa蒸汽为例,饱和汽比焓为2768kj/kg,高温冷凝水的比焓为721kj/kg,自疏水器排放到大气环境中,压力为常压,每千克水中只有419kj的热量,那么多余的热量:721-419=302kj,这部分就是二次闪蒸成蒸汽的热量。
已知常压下的蒸发焓为2258kj/kg,那么:二次闪蒸蒸汽的百分比 =×100% = 13.4%冷凝水占蒸汽热量的百分比=×100% = 26%由上述计算中可以看到冷凝水及冷凝水二次闪蒸汽的热量比例,使用蒸汽压力越高,排放的冷凝水热能价值越大。
另外,锅炉补水采用的软化水或去离子水,原水要经过树脂离子交换或膜过滤等工艺处理才能达标,锅炉运行中要保障锅水的品质,还要有定期排污、连续排污的损耗,就回收水而言,依然有很大的价值。
船用蒸汽锅炉的冷凝水回收与利用船用蒸汽锅炉是船舶上常用的能源设备,它能将水加热转化为蒸汽,为船舶的发电、供暖和其他动力系统提供能源。
在蒸汽锅炉的运行过程中,会产生大量的冷凝水。
有效回收和利用这些冷凝水不仅可以降低能源消耗,还有助于减少对环境的影响。
冷凝水回收的重要性冷凝水是指在蒸汽锅炉工作过程中,因蒸汽在传热过程中被冷却而凝结成水的过程中产生的水。
蒸汽锅炉的燃料消耗是一项重大费用,因此冷凝水回收和利用对船舶能源效率的提高有着重要意义。
蒸汽锅炉在船舶上被广泛使用,而船舶在海上航行时,常常面临着淡水供应不足的问题。
回收蒸汽锅炉的冷凝水可以作为船舶的淡水补给,解决淡水短缺的问题。
此外,通过回收冷凝水,可以降低排放污水的量,减少对海洋环境的污染,是环保的一种措施。
冷凝水回收的方法冷凝水回收可以通过以下几种方法来实现:1. 蓄集和储存:在蒸汽锅炉系统中设置冷凝水收集器,将冷凝水蓄集并储存在适当的容器中。
这种方法简单且成本较低,但需要定期维护和清理收集器,以防止污染。
2. 冷凝水处理系统:在蒸汽锅炉后设置冷凝水处理系统,通过滤、净化和除菌等步骤,将冷凝水处理为可用的淡水供应,适用于船舶的各种用水需求,如饮用水、洗手水等。
这种方法的成本相对较高,但可以提供高质量的水源。
3. 蒸汽回收系统:在蒸汽锅炉系统中设置蒸汽回收装置,将蒸汽的热能回收并转化为电能或其他形式的能源。
这种方法可以实现能源的有效利用,但需要较高的技术和设备要求。
冷凝水的利用方式冷凝水回收后,可以通过以下几种方式进行利用:1. 饮用水供应:经过处理后的冷凝水可以用作船舶的饮用水供应。
通过进一步的净化和消毒处理,确保冷凝水达到卫生安全标准,满足船员的饮用需求。
2. 冷却系统供水:冷凝水可以作为供应冷却系统的水源。
冷却系统广泛应用于船舶的发动机、机舱和其他设备的冷却过程中。
利用冷凝水供应这些冷却系统,可以提高系统的效率,减少能源消耗。
3. 洗手水利用:经过处理的冷凝水可以用作船舶的洗手水供应。
蒸汽冷凝水回收简介蒸汽冷凝水回收是指在工业生产过程中,通过冷凝蒸汽来回收水资源的技术。
蒸汽冷凝水回收可以有效降低水资源的消耗,并减少工业生产过程中对环境的负面影响。
本文将介绍蒸汽冷凝水回收的原理、应用和优势。
原理蒸汽冷凝水回收的原理是利用蒸汽在冷却过程中释放的热量使蒸汽转变成液态水。
当蒸汽与冷凝介质接触时,传递热量给介质使其温度升高,同时蒸汽的温度降低,直至达到冷凝点。
在冷凝过程中,蒸汽中的水分子凝结成液态水,通过收集管道收集起来,形成冷凝水。
应用蒸汽冷凝水回收广泛应用于各种工业领域,包括发电厂、化工厂、纺织厂等。
具体应用有以下几个方面:发电厂蒸汽冷凝水回收在发电厂的应用最为常见。
在发电过程中,会产生大量的蒸汽。
通过冷凝水回收技术,可以将蒸汽中的水分子回收利用,减少对自然水资源的消耗。
化工厂化工厂通常需要大量的水资源来进行生产。
蒸汽冷凝水回收可以将化工过程中产生的蒸汽转化为液态水,从而提供给其他环节使用,减少对自来水的需求。
纺织厂纺织厂在染色和织造过程中需要大量的热能,通常使用蒸汽作为热源。
蒸汽冷凝水回收可以将蒸汽冷凝后的水回收利用,为纺织过程提供所需的水资源。
优势蒸汽冷凝水回收具有以下几个优势:节约水资源蒸汽冷凝水回收可以将工业过程中产生的蒸汽转化为液态水,从而减少对自然水资源的需求。
这对于地区水资源紧缺的地方尤为重要。
减少热能损失蒸汽冷凝水回收可以回收蒸汽释放的热量,从而减少热能的损失。
这有助于提高工业生产过程的能源效率。
降低环境污染通过蒸汽冷凝水回收,可以减少对环境的负面影响。
回收后的水可以再次利用,减少对自然水资源的开采,同时减少污水排放对环境的影响。
结论蒸汽冷凝水回收技术在工业生产中具有重要的应用价值。
通过冷凝蒸汽回收水资源,可以节约水资源、减少热能损失,降低环境污染。
因此,蒸汽冷凝水回收技术应得到广泛推广和应用。
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工业蒸汽凝结水回收利用的方法和节能效益介绍凝结水回收方式,对如何选择回收系统和设备作以探讨,以实例讨论了凝结水回收系统的经济性,表明凝结水的回收具有显著的节能效果标签:凝结水回收利用效益节能一、前言在工业生产中,蒸汽作为一种用途极为广泛的能源与几乎所有的企业有着不可分割的联系。
在工业生产过程中,以往蒸汽经间接加热后形成凝结水,通过疏水阀排入地沟。
这样既浪费了能源,又污染了环境。
而冷凝水拥有大量的热能,这部分热量一般占蒸汽总热量的20~40%。
如能将这部分损失掉的热量加以回收利用,作为锅炉补给水,既能节约了锅炉补水、节约锅炉燃料消耗量,同时又能提高锅炉给水品质,降低了锅炉排污率。
所以,工业生产中回收凝结水的热量,并加以有效利用,具有很大的节能潜力。
二、凝结水回收的目的、意义凝结水回收的目就是为了节约能源,因为凝结水回收除本身携带的热能外,其回收的水质如符合锅炉给水品质的要求,还将是良好的锅炉补给水。
1.减少锅炉补给水量、节约用水和运行费用工业锅炉的补给水一般采用钠离子交换软化处理,对于碱度较高的原水还需采用软化-降碱处理。
原水硬度越高,水处理的运行费用越大。
若回收蒸汽凝结水作锅炉给水,就可减少补给水处理量,不但能节约大量用水,而且降低水处理运行费用。
2.提高给水品质,降低锅炉排污率在锅炉运行中,为了保持蒸汽品质保持合格,防止管道受热面日久结垢,锅炉需定时进行排污。
但锅炉排污量增加越多,也会造成热能、给水等损失的增加。
所以,减少锅炉排污量,在一定程度上是增加了锅炉的产汽量,提高了锅炉出力。
3.提高给水温度,降低燃料消耗蒸汽凝结水的温度都一般可达到70℃~100℃,而锅炉在没有凝结水回收时补给水的水温只有20℃左右。
而凝结水回水温度一般都可达60℃~70℃,而把这部分凝结水作为锅炉补水送入锅筒再次利用,可节约大量能源,减少锅炉燃料消耗量,从而达到节能增效目的。
实践也证明,将蒸汽间接加热的凝结水如若按60%回收,与将其完全排放相比可节约锅炉燃料消耗量的10%~22%。
蒸汽冷凝水回收工程方案1. 项目背景随着全球水资源日益紧缺,水资源的合理利用成为全球范围内的关注焦点。
在工业生产中,大量的蒸汽冷凝水因为其高温高压的性质,往往被排放至环境中,造成了水资源的浪费和环境污染。
因此,蒸汽冷凝水回收工程成为工业生产领域一个必须解决的问题。
2. 目标本项目旨在设计和建设一套蒸汽冷凝水回收系统,将蒸汽冷凝水进行收集、处理和再利用,实现资源的最大化利用和环境的保护。
3. 工程方案(1)蒸汽冷凝水收集系统蒸汽冷凝水的收集是整个回收工程的第一步。
在工业生产过程中,通过管道系统将蒸汽冷凝水收集至统一的收集池中。
收集池应设计有足够的容量,以应对各种生产条件下的蒸汽冷凝水产量,并设置泄洪口、排污口等设施,以保障系统的安全和稳定运行。
(2)蒸汽冷凝水处理系统蒸汽冷凝水收集完成后,需要进行处理,以使其达到再利用的标准。
主要的处理工艺包括沉淀、过滤、离子交换、反渗透等。
通过这些工艺,能够有效去除蒸汽冷凝水中的固体颗粒、溶解性盐类、有机物和微生物等有害物质,使其水质达到再利用标准。
(3)蒸汽冷凝水再利用系统处理完成的蒸汽冷凝水可用于工业生产中的各个环节,例如锅炉给水、冷却水、清洗水等。
在设计再利用系统时,应根据生产工艺的要求,确定蒸汽冷凝水的再利用方式,并设计相关的管道系统和控制设备,实现对蒸汽冷凝水的再利用。
(4)监控和管理系统整个蒸汽冷凝水回收工程应配备监控和管理系统。
通过传感器、仪表和自动控制设备,对蒸汽冷凝水的收集、处理和再利用过程进行实时监控和控制。
并且应配备相关的数据采集与记录系统,以实现对该工程的数据分析和管理,形成数据报表,为后续工程的优化提供依据。
4. 设备及工艺技术在蒸汽冷凝水回收工程中,需要选用适当的设备和工艺技术,以实现系统的高效稳定运行。
在蒸汽冷凝水收集系统中,应选用耐高温高压的管道和阀门,并配合相应的泵和压力容器设备,以应对蒸汽冷凝水的输送和储存。
在蒸汽冷凝水处理系统中,应选用适当的沉淀、过滤、离子交换和反渗透设备,以实现对蒸汽冷凝水中有害物质的有效去除。
蒸汽冷凝水回收再利用方案蒸汽冷凝水是工业生产和能源生产过程中产生的一种废水,它具有高温、高浓度的特点。
如果不加以处理和回收利用,蒸汽冷凝水不仅会浪费大量水资源,还会造成环境污染。
因此,实施蒸汽冷凝水回收再利用方案,不仅可以节约水资源,还可以降低环境污染,提高企业的经济效益和社会效益。
首先,进行蒸汽冷凝水回收的技术改造。
通过采用高效的热交换设备,将蒸汽冷凝水中的热能回收利用。
例如,可以利用换热器将蒸汽冷凝水中的低温余热传递给新鲜水或其他需要加热的介质,从而减少能源消耗。
同时,还可以利用蒸汽冷凝水中的污染物进行资源回收,如金属离子、有机物等。
其次,进行蒸汽冷凝水的水质处理。
蒸汽冷凝水中含有大量的溶解性固体、悬浮物、油脂等污染物,需要进行适当的处理才能满足再利用的要求。
可采用物理、化学或生物等方法进行处理,如沉淀、过滤、吸附、离子交换、生物降解等,以提高水质的净化效果。
第三,进行蒸汽冷凝水的再利用。
处理后的蒸汽冷凝水可以用于冷却系统的补水、锅炉的补给水或其他生产过程的用水。
在利用过程中,需要进行合理的分级利用和循环利用,以最大程度地减少水资源的消耗。
另外,可以将蒸汽冷凝水用于绿化景观、冲洗道路等非生产性用水,进一步提高水的利用效率。
第四,进行蒸汽冷凝水的监测和管理。
建立完善的蒸汽冷凝水处理和利用的监测系统,定期对水量、水质、回收利用率等指标进行检测和评估,及时发现和解决问题。
另外,要加强对员工的培训和管理,提高他们的环保意识和技能,确保方案的有效实施。
最后,进行定期的技术改进和优化。
鉴于蒸汽冷凝水的特点和变化,建议对方案进行定期的技术改进和优化,以提高蒸汽冷凝水回收再利用的效果。
同时,要关注新技术和新设备的发展和应用,积极推动蒸汽冷凝水回收再利用技术的创新。
综上所述,蒸汽冷凝水回收再利用方案是一项有效的节水和环保措施,对于减少水资源消耗、降低环境污染、提高企业效益具有重要意义。
企业应该充分认识到蒸汽冷凝水回收再利用的重要性,积极采取行动,推动方案的落地实施。
蒸汽冷凝水回收方案
蒸汽冷凝水回收是一种节能环保的技术,可以有效减少水资源的浪费,降低能源消耗,对环境保护具有重要意义。
本文将介绍蒸汽冷凝水回收的原理、应用及相关方案,希望能为大家提供一些参考和帮助。
首先,蒸汽冷凝水回收的原理是利用蒸汽在冷凝过程中释放出的热量,将其转化为热水或热气,从而实现能量的回收和再利用。
这一技术可以应用于许多领域,如工业生产、供暖系统、发电厂等,具有广泛的应用前景。
其次,蒸汽冷凝水回收的应用可以大大提高能源利用效率,降低生产成本,减少对环境的污染。
在工业生产中,通过回收蒸汽冷凝水,不仅可以降低生产过程中的能耗,还可以减少对水资源的消耗,实现资源的循环利用,对环境保护具有积极的意义。
针对蒸汽冷凝水回收的方案,可以根据具体的应用领域和需求进行定制。
在工业生产中,可以通过改进设备、优化工艺流程,提高蒸汽冷凝水的回收率;在供暖系统中,可以采用热交换器等设备,将蒸汽冷凝水的热量转化为热水,用于供暖或其他热能利用;在发电厂中,可以利用蒸汽冷凝水产生的热能驱动发电设备,提高发电效率。
除此之外,蒸汽冷凝水回收还可以结合其他节能环保技术,如余热利用、废热回收等,形成多种综合利用的方案,进一步提高能源利用效率,降低生产成本,减少对环境的影响。
综上所述,蒸汽冷凝水回收是一种重要的节能环保技术,具有广泛的应用前景和推广价值。
通过合理的方案设计和实施,可以实现能源的高效利用,降低生产成本,减少对环境的影响,为可持续发展做出积极贡献。
希望本文介绍的内容能为大家在实际应用中提供一些参考和帮助,推动蒸汽冷凝水回收技术的进一步发展和应用。
冷凝水回收技术及选择方法冷凝水是指在工业生产过程中产生的热能损失以及空调等设备中产生的水蒸汽经过冷凝过程形成的水。
这些冷凝水的回收利用是一种环保节能的方法,可以减少水资源的消耗,并且可以节省能源成本。
下面我们将介绍几种常见的冷凝水回收技术及选择方法。
1.冷凝水回收利用技术(1)直接回收利用:直接将冷凝水用于再生水系统、冷却水系统、洗涤系统等,用于工业生产过程中的各种用水需求。
这种方法简单易行,但需要注意冷凝水的水质,确保其符合相应的用水标准。
(2)间接回收利用:将冷凝水排入处理设备,经过净化处理后再回收利用。
常见的处理方法包括过滤、杀菌消毒、除臭等。
处理后的冷凝水可以用于冲洗、灌溉、绿化等方面。
(3)热能回收利用:冷凝水中蕴含的热能可以通过换热器等设备进行回收利用。
例如,可以用冷凝水进行锅炉给水预热,提高热效率。
此外,还可以将冷凝水用于发电、供暖等方面。
2.冷凝水回收选择方法(1)根据用途选择:根据实际需要,选择适合的冷凝水回收利用技术。
如果需要用于洗涤、冷却等方面,则可以选择直接回收利用;如果需要用于一些特定的用途,如再生水系统等,则需要经过处理后再利用。
(2)根据水质选择:根据冷凝水的水质特点,选择适合的回收利用技术。
如果冷凝水中含有大量固体颗粒或者有害物质,需要经过过滤、杀菌消毒等处理措施;如果冷凝水中含有较高的热能,可以选择热能回收利用技术。
(3)根据经济成本选择:在选择回收利用技术时,需要综合考虑经济成本。
不同的回收利用技术对设备、能耗等方面的要求不同,需要进行经济成本分析,选择最为适合的方法。
总之,冷凝水的回收利用是一种环保节能的方法,可以减少水资源的消耗,降低能源成本。
在选择冷凝水回收技术时,需要考虑用途、水质以及经济成本等因素,并选择合适的方法进行回收利用。
这样才能实现冷凝水的最大化利用,提高资源利用效率。
82科协论坛·2009年第10期(下)科研探索与知识创新1 锅炉蒸汽冷凝水回收的意义冷凝水的品质远高于软化水,接近纯水,是优质的热源给水。
加以利用会明显减少锅炉燃料消耗,减少软化水量,降低蒸汽生产成本,并且由于锅炉的水质改善,还会减少锅炉的排污热损失,提高锅炉的效率,是锅炉供热过程中节能节水的有效措施。
一般蒸汽冷凝水回收时平均温度为60-80℃,锅炉补给水平均温度一般为10-30℃,利用蒸汽冷凝水代替锅炉软水作为锅炉补给水,无疑提高了锅炉补给水温度。
400C-700C 的蒸汽冷凝水中含有40-70大卡/公斤的热量,回收利用就是节约能源,采用蒸汽冷凝水保护剂后,蒸汽冷凝水回收率可以在80%以上,并且回收水质符合GB1576《工业锅炉水质》要求。
现在锅炉产1吨蒸汽水耗均在1.1-1.3吨,蒸汽冷凝水回收率若在80%以上,就可以达到吨蒸汽水耗在0.2-0.4吨之内,在原基础上可使吨蒸汽耗水节约60%-80%,如果保证换热器内蒸汽管道和冷凝水回收管道不泄露,几乎可以使锅炉水汽系统成闭式循环,锅炉排位率为零。
利用蒸汽冷凝水中含有的热量,可以使以天然气作为燃料的锅炉每吨蒸汽节约10元左右费用(节约的费用含节约的燃料费、软水费及电费)。
目前我国在用锅炉达50多万台,每天产生蒸汽上仟万吨,如果能充分地利用回收的凝结水,必将获得巨大的效益。
对于我国这样一个严重缺水、能源缺乏、生态环境脆弱的国家,从某种意义上来说,其节约用水、节约能源和保护环境的社会效益甚至可能要超过直接得到的经济效益。
然而工业锅炉由于蒸汽用途多样性,蒸汽品质易受污染,或用汽设备及地点较为分散,蒸汽管线较长等原因,使得蒸汽冷凝水的回收利用有一定的难度。
特别是凝结水中铁离子含量较高,不但易造成锅炉结生铁垢,而且会增加锅炉的腐蚀,影响锅炉的安全运行。
使很多锅炉用户将品质良好的蒸汽凝结水排至地沟而白白浪费了。
2 冷凝水铁含量过高的原因分析据了解我市大多数锅炉使用单位的蒸汽冷凝水均不符合锅炉给水要求,因回收冷凝水带酸性(PH 值为5.5-6.5),含铁量过高,呈砖红色,不符合GB1576《工业锅炉水质》要求而排放了。
阐述蒸汽冷凝水的回收和利用方法
随着人们节能环保意识的提高,人们对冷凝水的看法也在发生转变。
曾经被视为蒸汽输送中低廉副产品的冷凝水,由于冷凝水回收技术的应用,如今已被视为宝贵的资源。
把冷凝水直接排掉,无异于丢掉可观的经济效益。
不同压力下蒸汽产生的凝结水所含有的热量不同(一般在60℃以上,有的甚至可达90℃),蒸汽压力越高,冷凝水含有的热能越大,其内在能量相当可观。
据统计,冷凝水含有的热量可占到蒸汽总热量的15%~30%。
由于冷凝水温度较高,且含有一定量的化学成分,将未经处理的冷凝水直接排掉也会对环境造成危害并威胁人身安全。
通过回收冷凝水,使锅炉、蒸汽、冷凝水成为一个闭式循环系统,可以充分利用冷凝水中的热能。
当今,许多科技人员都在探索冷凝水的二次利用方案以及如何使热源回收达到最大化,闭式冷凝水回收系统就是其中一种。
闭式冷凝水回收系统是一种使冷凝水在回收利用过程中不与大气接触的循环系统。
一般来说,该系统运行压力高于大气压力,其节能效果和综合效益优于开放式回收系统。
闭式冷凝水回收系统的优点主要表现在以下三个方面:一是由于闭式回收系统中闪蒸损失的大大减少和凝结水的及时输送,使冷凝水本身的热量得到了充分利用;二是由于冷凝水与空气的隔离可以使水质保持较好的软化状态,减轻了回水管道和附件的腐蚀;三是系统运行安全可靠。
1 闭式冷凝水回收系统的工作原理
闭式冷凝水回收系统的循环构成为:锅炉→蒸汽管
网→用汽设备→疏水系统(集水点)→回收管网→回收机组→锅炉,工作循环见图1所示:
图1 闭式冷凝水回收系统示意图
在闭式冷凝水回收系统中,疏水阀将蒸汽运行过程中产生的冷凝水与蒸汽分离,并将分离出的冷凝水输送到集水箱;冷凝水输送泵将集水箱中收集的冷凝水输送到锅炉给水槽,给水槽中的冷凝水经过处理后再由给水泵输送到锅炉。
给水槽承担着为锅炉补水的功能,锅炉运行过程中消耗的水通过给水槽补充。
未安装冷凝水回收装置的蒸汽系统,锅炉运行过程中消耗的水需要全部由新水补充。
如果采用闭式冷凝水回收系统,则新水的补充将大大减少。
由于回收的冷凝水温度较高,采用冷凝水为锅炉补水还可以减少水的再加热过程中(将常温水加热到冷
凝水温度)能源的消耗。
与开式冷凝水回收系统相比,密闭式冷凝水回收系统较为复杂,但热源回收效果远大于开式冷凝水回收系统。
为了确保系统的稳定运行和节能效果,在确定回收方案时应将疏水设备,回收设备和蒸汽用户结合在一起综合考虑,以寻求最佳的回收方案。
随着技术的不断发展,人们还将流体力学、单相流和两相流原理,集中疏水引射技术、高低压管路共网技术和蒸汽动能自动加压技术等运用到闭式冷凝水回收系统中,这些新技术的运用可将高温冷凝水在低背压或无背压状况下畅通地引回到回收机组;除污器、汽水分离、快排凝结水装置、增压汽蚀消除器、液位自调装置和乏汽抽吸装置等的应用,可有效地将高温冷凝水稳定地输送回锅炉给水槽,保证回收系统的稳定运行。
2 闭式冷凝水回收系统的构成
密闭式冷凝水回收系统主要由回收管网和回收机组两大部分组成,其主要部件包括:冷凝水回收机组、疏水阀、冷凝水共网器、冷凝水提升器、闪蒸罐、冷凝水低压输送器和冷凝水精处理装置等。
冷凝水回收系统是否需要选用所有上述部件,取决于冷凝水的回收网络,可根据实际情况决定上述部件的取舍。
各部件的功能及选择条件如下:
2.1 冷凝水回收机组
冷凝水回收机组是闭式冷凝水回收系统的核心。
冷凝水回收机组主要由自动调压装置、除污装置、气蚀消除装置、专用回水泵和自动控制系统构成。
自动调压装置安装在集水箱内,其功能是将设备安全和工艺安全分开,用安全阀保证设备结构安全,用调压装置确保生产工艺的系统安全。
自动调压装置利用多级水封和“U”型管原理,使二次汽在容器内二次凝结。
通过压力调节可以保证水泵防气蚀必须的正压水头,形成闭式系统,保证设备及管道内无氧,不生锈;集水箱内的除污装置可将油污和杂质过滤,提高水质纯净度;气蚀消除装置可实现在水位下降时,上部倒流机构自动闭锁,确保低水位时仍无汽蚀现象发生;回水泵具有自动加压的功能,可将冷凝水输送至锅炉给水槽。
回水泵有电动型,空气加压型和蒸汽加压型等多种形式,可依据现场条件选择适宜的回水泵。
自动控制系统,可实现双泵交替自动运行,高低液位监测,温度、压力在线监测,故障声光报警等功能,并可纳入DCS或BA系统,确保设备安全可靠运行。
常规的冷凝水回收机组的构成见图2所示:
图2 冷凝水闭式回收系统
2.2 疏水阀
疏水阀的功能是分离蒸汽中的冷凝水,并将冷凝水输送至冷凝水集水箱。
合理选择疏水阀是确保闭式冷凝水回收系统正常运行的关键环节。
疏水阀选型时要考虑设备耗汽量和疏水阀前后的压差,如根据开式回收方法进行选型,将导致闭式回收系统的管网压差减小,疏水排量下降,系统不能正常疏水;仅依据用汽设备疏水管径进行选型,不考虑压差和排量,也会造成选取的疏水阀排量过大或过小,导致系统不能正常工作。
只有选择排量合适的疏水阀,才能保证用汽设备的冷凝水顺畅排出。
另外,由于疏水阀的冷凝水排出孔径较小,为保证管道内的杂质不堵塞疏水阀,在疏水阀上游应安装过滤器。
2.3 冷凝水共网器
冷凝水共网器的功能是平衡各支路冷凝水的压力,确保各种压力的冷凝水均能回到闭式冷凝水回收机组。
在蒸汽供热系统中,如果各支路用热设备不同,且冷凝水回水压力差别较大,此时将各支路冷凝水流入同一闭式冷凝水回收机组时会造成压力不稳,甚至无法回收低压冷凝水。
此种情况下,若根据压力不同设置多台回收机组,将造成投资和运行费用的提高,选用冷凝水共网器可将不同压力的冷凝水引入集水箱。
冷凝水共网器利用流体力学射流理论,利用高压冷凝水或回收器循环泵的压头来引射中压、低压凝结水,平衡各支路冷凝水的压力,使各种压力的冷凝水均能回到闭式冷凝水回收机组。
2.4 闪蒸罐
闪蒸罐的功能是从冷凝水中回收闪蒸蒸汽。
过热冷凝水或锅炉排污水沿闪蒸罐切线进入罐内,根据流体两相流和涡流分离理论,在罐内扩容后,压力降低,会在罐内产生闪蒸汽,可以引入低压蒸汽管道或通过喷射器加压后将蒸汽重新引入管道并输送到用热设备,使原来低品质的热能重新得到利用。
聚集在下部的饱和凝结水经疏水阀后流到冷凝水回收装置。
2.5 冷凝水低压输送器
冷凝水低压输送器的功能是将压力很低的冷凝水输送到集水箱。
当多路共网时一路压力远远低于其他路压力,而该路凝结水量又较小时,另加一台回收器会造成初投资和运行费用的浪费。
冷凝水低压输送器可利用冷凝水回收机组水泵出口高压水引射低压凝结水来进行工作。
2.6 冷凝水精处理装置
高温凝结水回收后,由于往往含有金属氧化物、胶硅和悬浮杂质、过量的油类等有机污染物、各种Na+、Ca2+、Mg2+等离子超标和蒸汽凝结水呈酸性等问题,不能达到工业锅炉的水质标准。
凝结水精处理装置可以根据要求,进行过滤、除油、除铁、除盐等,使水质达到达到工业锅炉的水质标准。
3 冷凝水回收中经常遇到的问题及解决方案
3.1 管道内有背压
产生背压的主要原因及对策:
3.1.1 垂直提升的冷凝水排放管道距离回收管道距离过大。
此时,应降低冷凝水的垂直提升高度;如无法降低垂直提升高度,可采用分级提升。
3.1.2 冷凝水回收管道选型错误。
此种情况下,应重新选择管道。
3.1.3 与冷凝水收集槽连接的回收管道弯管过多,流体与管道摩擦较大,导致流通不畅。
此时,应重新设计管道路线,减少弯管或选择较大半径的弯管。
3.1.4 工作蒸汽泄漏至冷凝水回收管内。
此时,应检查管道阻止蒸汽泄漏。
3.1.5 管道内存在真空。
此时,应排除管道内的气体,并找出气体存在的原因。
必要时,可安装自动排气阀。
3.2 滞流
当用汽设备(如热交换器等)内的蒸汽压力小于或等于蒸汽疏水器的背压时就会发生滞流。
产生滞流的主要原因及对策:
3.2.1 负载下降或热量需求下降,此时,应平衡蒸汽需求。
3.2.2 温度控制阀开度减少,蒸汽流量降低,应检查控制阀工作状态,并及时修理或更换有问题的部件。
3.2.3 蒸汽供汽压力下降,应调整供气压力或选择适宜的冷凝水回收泵/阀。
3.2.4 由于所需热量逐渐减少,蒸汽压力已经降至设定值,平衡蒸汽压力或选择适宜的冷凝水回收泵/阀。
3.2.5 输送压力小于背压时,应采取措施减小管道内的背压或提高蒸汽的输送压力。
4 结语
冷凝水的回收利用是一项既节能又环保的重要举措,其技术工艺已相当成熟。
只要合理选择冷凝水的回收工艺和设备,一定能收到可观的经济效益和社会效益。
参考文献
[1] 丁守宝.中小型锅炉节能环保新技术[M].北京:化
学工业出版社.
[2] 谢鲁生.锅炉水处理原理与实践[M].。