理论教育 凝结水回收系统:资源再利用的智慧选择

凝结水回收系统:资源再利用的智慧选择

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:凝结水回收系统是指蒸汽在用热设备内放热凝结后,凝结水流出用热设备,经疏水器、凝结水管道返回热源的管路系统及其设备。凝结水回收系统按凝结水相态组分,可分为单相流和两相流两大类。因此在凝结水回收系统中应尽量采用闭式系统。低压自流式凝结水回收系统只适用于供热面积小、地形坡向凝结水箱的场合,锅炉房位于全厂的最低处,其应用范围受到很大限制。这种利用水泵的机械动力输送凝结水的系统,称为加压回水系统。

凝结水回收系统:资源再利用的智慧选择

凝结水回收系统是指蒸汽在用热设备内放热凝结后,凝结水流出用热设备,经疏水器、凝结水管道返回热源的管路系统及其设备。按驱使凝结水流动的动力不同,可分为重力回水和机械回水。重力回水利用凝结水位能使凝结水流动,机械回水利用水泵动力驱使凝结水流动。

凝结水回收系统按凝结水相态组分,可分为单相流和两相流两大类。常见的类型有非满管流的凝结水回收系统、两相流的凝结水回收系统和重力式满管流凝结水回收系统等。

凝结水的最佳回收利用方式就是将凝结水送回锅炉房,作为锅炉的给水。凝结水回收系统按其是否与大气相通,可分为开式和闭式两类。所谓开式系统,即从用汽设备来的凝结水,经疏水器由凝结水本身的重力(或由凝结水泵)排至凝结水箱中。此凝结水箱与大气相通,凝结水处于大气压力下,并与空气直接接触。闭式系统的凝结水箱则是密封的,其内部压力比大气压力稍高。

显然开式系统比较简单,尤其在凝结水可靠自身重力或压力流回凝结水箱时,更是如此。但在工作蒸汽压力较高时,由于冷凝水也具有一定的压力,当流回处于大气压力下的开式水箱时,将会因降压而产生大量的蒸汽,即所谓二次蒸汽。二次蒸汽散逸至大气中,不但导致大量的热损失,而且污染环境。因此在凝结水回收系统中应尽量采用闭式系统。另外由于闭式系统中水不会与空气接触,不会吸收空气中的氧,因此系统不易腐蚀。当然闭式系统的投资高于开式系统。

蒸汽在用气设备和管道中放出潜热以后,即凝结为水。在设备中积存的凝结水应及时排出。如积存过多,对加热设备则将减少蒸汽的散热面积,降低设备的加热效果;对动力设备和管道还会引发水击。为此在加热设备和管道的泄水管出口应装设疏水器。

非满管流的凝结水回收系统主要有低压自流式凝结水回收系统,即工厂内各车间的低压蒸汽供热的凝结水经疏水器,依靠重力,沿着坡向锅炉房凝结水箱的凝结水管道,自流返回凝结水箱。低压自流式凝结水回收系统只适用于供热面积小、地形坡向凝结水箱的场合,锅炉房位于全厂的最低处,其应用范围受到很大限制。

对两相流的凝结水回收系统,工厂内各车间的高压蒸汽供热的凝结水经疏水器后,直接进入室外凝结水管网,依靠疏水器后的背压将凝结水送回锅炉房或凝结水分站的凝结水箱中。

由于饱和凝结水通过疏水器及其后管道造成压降,产生二次蒸汽,以及疏水器漏汽,因而在疏水器后的管道流动属两相流的流动状态,因此凝结水管的管径较粗。余压回水系统设备简单,根据疏水器的背压大小,系统作用半径一般可达500~1000 m,并对地势起伏有较好的适应性。余压回水系统是应用最广的一种凝结水回收方式,适用于全厂耗汽量较小、用汽点分散、用汽参数(压力)比较一致的蒸汽供热系统。

对重力式满管流凝结水回收系统,工厂中各车间用汽设备排出的凝结水首先集中到一个承压的高位水箱(或二次蒸发箱),在箱中排出二次蒸汽后,纯凝结水直接流入室外凝结水管网,靠着高位水箱(或二次蒸发箱)与锅炉房或凝结水分站的凝结水箱顶部回形管之间的水位差,凝结水充满整个凝结水管道流回凝结水箱。重力式满管流凝结水回收系统工作可靠,适用于地势较平坦且坡向热源的蒸汽供热系统。

上面介绍的三种不同凝结水流动状态的凝结水回收系统,均属于开式凝结水回收系统,系统中的凝结水箱或高位水箱与大气相通。

闭式余压凝结水回收系统的凝结水箱必须是承压水箱,并需设置一个安全水封,安全水封的作用是使凝结水回收系统与大气隔断。当二次蒸汽压力过高时,二次蒸汽从安全水封排出;在系统停止运行时,安全水封可防止空气进入。

室外凝结水管道的凝结水进入凝结水箱后,大量的二次蒸汽和漏气分离出来,通过一个蒸汽-水加热器,可以利用二次蒸汽和漏汽的热量。(www.daowen.com)

对闭式满管流凝结水回收系统,车间生产工艺用汽设备的凝结水集中送到各车间的二次蒸发箱,产生的二次蒸汽可用于供热。二次蒸发箱内的凝结水经多级水封引入室外凝结水管网,靠多级水封与凝结水箱顶部回形管的水位差,使凝结水返回凝结水箱。凝结水箱应设置安全水封,以保证凝结水系统不与大气相通。

还有一种加压回水系统,在用户处设置凝结水箱,收集该用户或邻近几个用户流来的凝结水,然后用水泵将凝结水输送回热源的总凝结水箱。这种利用水泵的机械动力输送凝结水的系统,称为加压回水系统。这种系统凝结水流动工况呈满管流动,它可以是开式系统,也可以是闭式系统,主要取决于是否与大气相通。

开式系统的优点是设备简单,操作方便,初始投资小。但是系统占地面积大,损失的热量占疏水器疏出热量的50%~70%,耗散软化水占冷凝水总量的5%~20%,经济效益差,对环境污染较大,且由于冷凝水直接与大气接触,冷凝水中的溶解氧浓度提高,易产生设备腐蚀。它适用于小型蒸汽供应系统,冷凝水量较小、二次蒸汽量较少的系统。使用该系统时,应尽量减小二次蒸汽的排放量。

闭式系统中冷凝水集水箱以及所有管路都处于恒定的正压下,系统是封闭的。系统中冷凝水所具有的能量大部分通过一定的回收设备直接回收到锅炉里,冷凝水的回收温度仅丧失在管网降温部分;由于封闭,水质有保证,减少了回收进锅炉的水处理费用。闭式系统经济效益好,冷凝水回收率可达70%以上,设备的工作寿命长,但是系统的初始投资相对较大,操作不方便。

蒸汽冷凝水回收需根据应用场合和冷凝水量来选用适宜的方式。合适冷凝水回收方式的选择,不但能使系统设计简单,而且可从根源上消除系统运行、维护中出现的难题,使蒸汽冷凝水回收工作能顺利进行。对于低压(0.2 MPa以下)蒸汽系统,系统规模较小,考虑到投资成本及系统可靠性问题,系统宜采用开式系统;对于压力较高或系统规模大、对环境有严格要求的系统,宜采用闭式系统;对节能和效益有较高要求的场所,为保证二次蒸汽的充分利用,宜采用分离二次蒸汽的闭式背压回收系统或闭式满管回收系统;大型蒸汽供热系统一般采用机械加压凝结水回收系统。

值得注意的是,由于不同回收用户的冷凝水品位和流量变化较大,很难用手工方式进行调节控制,因此,实行自控是必要的。密闭式回收系统设计了自控回路:一个是根据集水箱液位的高低对回收泵的开停和加减量实行自动控制;另一个是根据锅炉汽包液位的高低,通过液位报警器电磁阀开启将回收的高温水送到某台锅炉或除氧器

以高温冷凝水回收装置为主体的密闭式冷凝水回收技术是在引进同类设备基础上消化吸收而研制开发的。高温冷凝水经回收装置直接泵入锅炉。特点是利用喷射泵增压原理来防止离心泵在泵送高温饱和水时的汽蚀问题。它是靠喷射器的增压对泵的进口强制加压,流入的冷凝水,一部分从泵喷出,送到喷射器进行经常性的循环,保证泵的入口压力;另一部分经压力调整阀后被泵连续压送。使用这种泵的回收系统,冷凝水回收管直接接在回收系统中,不需要冷凝水箱。可以连续回收冷凝水,不同压力的冷凝水可以用不同管道来回收。冷凝水在饱和压力下泵入锅炉,热能利用率较高。存在的问题如下:①当用汽设备用汽压力高时,集水箱排汽损失较大;②喷射泵和离心泵结合,仅考虑了离心泵的防汽蚀问题,而喷射泵本身的汽蚀问题并没有解决。因此,装置设计效率和输送冷凝水的温度相对较低,耗电量较大。

密闭式蒸汽冷凝水回收系统主要由疏水器、高温冷凝水回收泵、电气部分、管线、阀门等组成。在使用中应注意以下几个问题。

(1)及时更换失效的疏水器,疏水器失灵会影响整个系统的运行。对于蒸汽采暖系统使用的疏水器,在每一个采暖期到来之前要清洗排除污物。发现生产设备使用的疏水器有堵塞现象时,要打开排污口排污。

(2)高温冷凝水回收泵轴封要根据实际运行情况及时增加,以防漏水,并要按技术要求选择填料。

(3)系统冬季运行要注意防冻。长时间停产要将系统各排水阀打开将水放净。

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