蒸汽凝结水回收方案探讨_阮雄兵

蒸汽凝结水回收方案探讨

武汉科技大学　阮雄兵☆

武汉烟草(集团)有限公司　杨德勇　马学兵

摘要　介绍了武汉卷烟厂蒸汽凝结水回收现状,计算结果表明回收其蒸汽凝结水具有很好的经济效益,通过对几种凝结水回收方式进行比较,确定采用机械泵回收方式,并进行了设备选型。

关键词　凝结水　回收方案　经济性　机械泵

Recovery schemes of steam condensate

B y R u a nXi on g b i n g★,Ya n g De y o n ga n d MaXu e b i n g

Abstract　Pr esents the r ecover y conditions of ste am condensate in Wuhan Cigar ette F actor y,and calc ulation results show that recove ring steam c ondensate is economic.De te rmines to adopt the r ecover y system of me ch anical pump af ter compar ing a f ew r ecover y syste ms,and selects equipmen t.

Keyword s　c ondensate,re cover y scheme,econom ics,mechanical pump

★Wuhan Un iversity o f Scien ce an d Tec hno logy,Wuhan,Ch ina

0　引言

武汉卷烟厂蒸汽供热系统热源由4台蒸发量为7.8t/h的燃油锅炉和1台蒸发量为20t/h的燃煤锅炉组成,系统可回收的冷凝水总量高达29.675 t/h。厂方尝试过对凝结水进行回收,但效果并不理想。笔者结合该厂蒸汽凝结水回收技改情况,就凝结水回收的必要性和可行性进行初步分析与探讨。

1　蒸汽凝结水回收的经济性

对蒸汽凝结水回收并对其热量加以利用,可以减少蒸汽供热系统的能耗,如果不回收或回收量很少,则不仅浪费大量软化水,而且还将损失大量热能。蒸汽凝结水热量损失通常为蒸汽本身热量的12%～15%。一套设计合理的蒸汽凝结水回收系统可以将凝结水有效地回收到锅炉给水系统,从而减少燃料的消耗量及相应的费用,减少自来水的消耗量及相应的水费,还可减少水处理的费用。

下面对武汉卷烟厂蒸汽凝结水回收作经济分析。

冷凝水量:29.675t/h;每年运行小时数:8400 h/a;水费:0.70元/t;化学水处理费用:1.10元/t;总的水处理费用:0.70元/t+1.10元/t=1.80元/ t;冷凝水回收平均温度:75℃;补给水平均温度:15℃;补给水平均温升:60℃;锅炉燃油价格: 2.40元/L;燃油的燃烧值:41.1MJ/L;水的比热容:4.186kJ/(kg·℃);

当燃油锅炉热效率为80%时,通过蒸汽凝结水回收,每年可节约的费用:水费为44.9万元,燃油费为457.0万元,共计501.9万元。

2　凝结水回收方式的比较

凝结水回收系统按其是否与大气直接相通可分为开式系统和闭式系统两类。开式系统以前使用较为广泛,但使用过程中会产生大量的二次蒸汽和凝结水损失,浪费热能和软化水,同时又由于有空气进入系统管道内,会引起凝结水管道和附件的腐蚀;闭式系统能克服开式系统的缺点,目前许多企业都把原来的开式系统改造为闭式系统。按凝结水流动动力的不同,凝结水回收系统可分为余压回水、重力回水和加压回水三类,其中加压回水按加压装置的不同又可分为两种,一种是采用电泵作为加压泵,另一种是采用机械泵作为加压泵。

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暖通空调HV&AC　2004年第34卷第1期 设计参考

①☆阮雄兵,男,1973年1月生,硕士研究生,硕士,讲师

430070武汉科技大学城市建设学院15#

(027)87382856

收稿日期:20020809

修回日期

2.1　开式重力回收系统

在该系统中,各用汽设备的凝结水经疏水器后直接坡向凝结水箱的凝结水管道,靠凝结水本身的重力自流到凝结水箱,水箱通过排气管与大气相通。这种系统的凝结水管大多采用地沟敷设,适宜于小型蒸汽供热系统的凝结水回收,要求地形条件能使凝结水管道坡向凝结水箱。

2.2　开式余压回收系统

在该系统中,用汽换热设备的凝结水经疏水器并依靠疏水器后的余压送到凝结水箱。这种系统同样把二次蒸汽排入大气,热损失大,浪费热能且影响环境,管道腐蚀严重,所以不常采用。这种系统较简单,适宜于二次蒸汽量较少或无法回收利用的场合。

2.3　电泵回收系统

该系统主要包括一个蓄水池、一套由感应器或浮子操作的控制系统、一个或多个离心泵。其特点是系统设计及安装均比较简单。武汉卷烟厂“七五”期间的凝结水回收系统即为该方式,但运行效果并不理想,高温凝结水几乎没有得到再利用,其不足之处体现在以下几个方面:

a)必须设置一个比较大的蓄水池以收集凝结水,由于电泵的运行靠水位控制,故在电泵停止运行的时间内,凝结水在汇集过程中会释放热量造成热损失,使回收的凝结水温度降低。b)当电泵从水池中抽取高温凝结水时,电泵进口会形成负压,压力的降低会使高温凝结水汽化而形成二次蒸汽,使电泵产生汽蚀,严重影响泵的叶轮的使用寿命,影响生产。c)由于蓄水池为开式系统,容易造成凝结水二次污染,难以达到锅炉水质标准。

2.4　机械泵回收系统[4]

主要包括泵体(高温凝结水依靠重力流入)、浮球和自动机构三部分。其主要的工作原理是:当凝结水进入泵体时,浮球受水的浮力上升,泵体内的气体从排气口排出;当浮球上升到设计高度时,触发自动机构关闭排气口,打开动力气(汽)口,压缩空气或高压蒸汽进入泵体,并依靠进出口止回阀的作用,将泵体内的高温凝结水经出口止回阀压至回收管。此时泵体内水位下降,浮球落下,排气口打开,凝结水重新进入泵体,开始又一轮循环。该系统有以下几个特点:

a)无需用电,以生产线上的压缩空气或高压蒸汽作动力,适合于烟草工业的蒸汽凝结水回收;b)与电泵相比,没有轴承密封件的磨损或泄漏问题,减少维修保养的工作量;c)与电泵相比,不会产生汽蚀现象而影响系统的正常运行,确保生产正常进行;d)安装简单,只需要连接蒸汽凝结水进出口管和一根动力气(汽)管;e)能耗低,每回收1000kg蒸汽凝结水所消耗的蒸汽量为3kg,且系统有凝结水产生时泵即工作,无凝结水产生时泵即自动停止,不需要另设电控系统。

3　系统改造方案

通过分析比较,在总结以前凝结水回收经验的基础上,确定采用机械泵回收方式作为武汉卷烟厂的蒸汽凝结水回收方式。

3.1　机械泵扬程的计算

a)设置地坑(用于安装凝结水加压装置):长×宽×高=8m×4m×2.5m(地坑底部标高为2.5m)。b)外管架凝结水干管(DN300)中心标高为9m。c)凝结水送至燃油锅炉除氧水箱的压差设计定为0.1MPa(相当于10m水柱)。d)机械泵的总扬程H=9m+10m+2.5m=21.5m (沿程阻力忽略不计)。

3.2　设备选型

根据文献[4]选择DN8050MFP14型双泵组合式凝结水自动回收泵4台,带蓄水槽及刚性支座。DN8050MFP14型自动泵的实际工作压力为0.8 MPa,总有效扬程为22m,实际排水量为4200kg/ h,蒸汽耗量为10kg/h。

1台DN8050MFP14型双泵组合式凝结水自动回收泵的回收量为8.4t/h,4台的总回收量为33.6t/h,完全符合实际生产要求。

3.3　安装

4台泵并排安装于地坑底部,每两台并联为一组(互为备用,有利于保证生产正常进行)。按工艺要求,一组为空调凝水专用,一组为制丝线专用。

4　结论

凝结水回收可以节约自来水的费用及水处理费用;可以节省锅炉燃料,提高能源的利用率;可以从整体上降低锅炉的运行费用,具有很大的经济价值。参考文献

1　侯辉,主编.凝结水回收和利用.北京:机械工业出版社, 1986

2　张家荣,吴树成,编著.凝结水回收及疏水阀.北京:中国建筑工业出版社,1989

3　黄素逸,林秀诚,叶志瑾,编著.采暖空调制冷手册.北京:机械工业出版社,1995

4　斯派莎克(Spirax Sarco)工程手册

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·设计参考 暖通空调HV&AC　2004年第34卷第1期