供热节能技术手册

国家标准GB/T12712-91
• 4、疏水阀疏水方式：
当用汽设备内要求不得积存凝结水时， 应选用能连续排放饱和凝结水的机械型蒸 汽疏水阀。
各种疏水阀主要技术特点对比
特点
疏水方式 节能（工作时间） 耐磨损 耐腐蚀 耐水击 蒸汽温度下排空气和 CO2 在背压下工作 耐冰冻 清洗系统的能力 极小负荷时的性能 对凝结水的反应 处理污物的能力 处理闪蒸汽的能力 机械故障（开—关）
• 3、蒸汽系统的改进
合
高压锅炉
理
除氧器
利
中压锅炉
减压阀 汽轮机
用
蒸
汽
减压阀
中压蒸汽 用户
凝结水
能
闪蒸汽
量
低压蒸汽
用户
凝结水
蒸汽疏水系统的节能技术
这是整个系统诊断和优化改造的首要环节， 也是关系整个系统——
“提高蒸汽热能利用效率，有效回收凝结水 ”
——的至关重要的环节。
疏水环节的作用
• 阻汽 • 及时连续排水 • 排空气和其它不凝性气体
帝国化学公司的推荐
What Does ICI Suggest?
ICI Engineering Design Guide EDG.PIP.30.01A 帝化工程设计手册 PPI.30.01A
1_IB Traps 倒置桶疏水阀——首选，所有场合 2_F&T traps 浮球热静力疏水阀——大排量场合 3_BP Thermostatic traps 热静力疏水阀——非关键伴热场合 4_Bi-metal traps双金属片疏水阀——低压防冻场合
• 水是商品 是战略性的经济资源
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疏水阀余压回水系统
以疏水阀余压为动力将凝结水及闪蒸汽 输送到指定回水点。适用于加热蒸汽压力比 较高、回水背压不太高的各种加热设备，对 于疏水阀的完好率要求非常高。
特点：不仅回收利用了凝结水的价值， 而且二次闪蒸汽也得到了充分利用，但对疏 水阀的质量和回水管道的设计要求较严格。
产生系统
蒸汽
பைடு நூலகம்
锅炉
凝结水
输送系统
锅炉
凝结水回收系统
除氧器
水处理 PT 单元
凝结水处理系统
疏水系统
蒸汽系统的效率
h系统:
h锅炉 * h管网 * h设备
+ 凝结水回收 + 废蒸汽回收
- 排污（环境污染）
一流能效蒸汽系统指标
• 80+ % 锅炉效率 • 95+ % 疏水阀完好率（GB12712-91） • 80+ % 凝结水回收率（GB12712-91） • 60+ % 系统热效率 • 系统基本平衡 -- 蒸汽、水和热量 • 专业的蒸汽系统维护
凝结水泵回收系统
利用汽（气）动凝结水加压泵将凝结水 加压输送，适用于凝结水余压，温度都较低 且凝结水较分散的场合。如：炼油厂各种罐 区凝结水和伴热线凝结水。
特点：系统运行稳定、可靠，汽（气） 动加压泵具有无气蚀、防爆性能好、无需配 电、维护量小等特点。
凝结水回收应考虑的问题(续)
1、水平衡 2、热量平衡 3、压力平衡
阻止蒸汽泄漏可节约蒸汽10% - 25%
国家标准GB/T12712-91
供热系统凝结水回收及蒸汽疏水阀 技术管理要求
蒸汽疏水阀完好率>90%
完好率=配备率×合格率
国家标准GB/T12712-91
•
蒸汽供热系统中，所有
产生凝结水的用汽点，其凝结
水出口必须安装相匹配的疏水
阀，不允许用截止阀代替。
80
Disk
圆盘式
60
40
20 Inverted Bucket 倒吊桶式
0
1
2
3
4
5
Years in Service 工作寿命
疏水阀性能对比分析
• 从影响疏水阀寿命的主要五种因素分析； • 从疏水阀密封形式上分析； • 从阀门修复性上分析； • 从受环境温度的影响上分析；
通过各种疏水阀性能对比及分析，可以看出 倒置桶式疏水阀性能最佳，寿命最长， 热动力式疏水阀最差
• 蒸汽系统不平衡 • 二次蒸汽、余热不利用 • 跑冒滴漏浪费严重 • 大量凝结水不回收 • 关键产品质量不合格 • 设计 选型 管理 维护存在较大问题
节能潜力分布
15-20%
45-50%
30-35%
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酸碱费用 电耗费用 酸碱污水处理费
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热值、排污费 • 热值
• 排污费
• 1~3元/吨
• 折合成低压蒸汽价值 • 约为蒸汽价格的10%
凝结水价值举例
除盐水价格： 6元/吨 + 蒸汽价格：70元/吨 + 排污费： 2元/吨 -水处理费用： 1元/吨
凝结水的直接价值 =6+70×10%+2-1 =14元/吨
我国各类疏水阀使用现状
• 全部 100% • 正常运行 (漏汽率<3%) 10% • 泄漏超标 (漏汽率>5%) 60% • 严重泄漏 (漏汽率>10%) 30% • 许多疏水阀处于跑汽状态,
形同虚设
惊人的蒸汽泄漏损失
－0.7MPa下的测试报告
（假定蒸汽单位成本为70元/吨）
阀座孔径 （in）
1/2 7/16 3/8 5/16 1/4 3/16 1/8
疏水阀主要型式
机械式 • 倒吊桶型，浮球型（杠杆、自由式），自由半浮球型（UFO） 热静力式
• 压力平衡式/波纹管、膜盒 • 固体膨胀式/双金属片型 • 液体膨胀式/恒温疏水阀
热动力式
• 圆盘、脉冲型、迂回型（迷宫式）
1 倒吊桶式
四
种
常
2 浮球式
见
的
疏
3 热静力式
水
(波纹
阀
管式)
4 热动力式
(圆盘式)
5_Disk traps 热动力疏水阀(园盘式) ——不推荐使用
凝结水回收系统节能技术
凝结水回收系统作用
• “承上启下”的环节; • 通过不同回收方式加以回收； • 进行取热和精处理，并最终作
为锅炉给水送交锅炉使用。
凝结水回收的意义
• 回收利用凝结水的意义
节约水资源
减少酸、碱耗量 节约能源
月蒸汽损失 （kg） 378,800 288,900 213,200 147,400 95,300 53,000 23,800
每月成本 （元） 26,516 20,223 14,920 10,318 6,671 3,710 1,666
每年总成本 （元） 318,192 242,676 179,080 123,816 80,052 44,520 19,992
国家标准GB/T12712-91
• 3、疏水阀耐背压性能要求：
机械式： 实际最高工作背压=0.8×疏水阀实际工作压力 热动力式：实际最高工作背压=0.5×疏水阀实际工作压力 热静力式：实际最高工作背压=0.3×疏水阀实际工作压力
由于考虑凝结水回收对疏水阀耐背压性能的较高要求， 热动力式和热静力式疏水阀均不适用。
回收50吨/小时凝结水 年运行8000小时
年回收利用效益为： 8000×50×14 = 560万元/年
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节约水资源
水利部长在第三届世界部长级水论坛上的演讲
• 水资源短缺已成为经济发展的严重制约因素
全国669座城市中 400座供水不足
110座严重缺水
• 水是稀缺资源
重视和加强对水资源的配置 节约和保护 努力提高用水效率和效益 提高水资源和水环境的承载能力 建设节水防污型社会
疏水阀类型 热动力疏水阀 倒置桶疏水阀 压力平衡式疏水阀 双金属片疏水阀
中压1.4MPa 12 个月 5-7 年 6 个月 2-3 年
圆盘式和倒吊桶式疏水阀的寿命对比曲线
蒸汽泄漏量 Steam Loss
Lb/Hr
Which Trap Lives Longest?
Life Test at Armstrong
疏水阀的制造标准
1、节能要求（节汽率）
英国帝国化学公司
疏水阀泄漏试验报告
疏水阀类型 热动力疏水阀
倒置桶疏水阀 压力平衡热静力
疏水阀
中压 1.09 kg/h 0.44 kg/h
未测
低压 0.84 kg/h 0.42 kg/h 0.1 kg/h
疏水阀的制造标准
2、寿命要求
英国帝国化学公司
疏水阀寿命试验报告
国内蒸汽系统现状
◆蒸汽供热系统主体 —— 工业锅炉系统 ◆在用工业锅炉总量 —— >35万台 ◆耗煤量 —— 3.1亿吨/年（不包括热电厂） ◆热能利用效率——＜30%（相当于国际先进水平的 1/2） ◆节能潜力 —— 8000万吨标煤/年
（相当于蒸汽系统全年总能耗的 1/4）
蒸汽用户普遍存在的问题
疏水环节应考虑的问题
1、凝结水回收的问题
按照GB/T 12712-9的5.3款关于“在蒸 汽供热系统中，用汽设备产生的凝结水， 在技术上可行经济合理的前提下，必须回 收”的要求，疏水系统必须首先考虑到凝 结水环节的回收方式。
疏水环节应考虑的问题
2、疏水系统的适应性问题 疏水系统在使用寿命、耐杂质、耐水
Intelligent System SolutioTMns
STEAM AIR HOT WATER
蒸汽供热系统节能技术
Armstrong（中国）公司项目经理石亚奇
蒸汽系统的组成
蒸汽系统有五部分组成 1. 蒸汽产生系统； 2. 蒸汽输送系统； 3. 蒸汽疏水系统； 4. 凝结水回收系统； 5. 凝结水处理系统。
倒置桶型 浮球型
连续 连续
优秀 良好
优秀 良好
优秀 良好
优秀 不好
可以 不可以
优秀 优秀
良好 不好
优秀 一般
优秀 优秀
立即 立即
优秀 不好
一般 不好
开
关
圆盘型
间断 不好 不好 不好 优秀 不可以 不好 良好 优秀 不好 延迟 不好 不好
开
热静力型
间断 一般 一般 一般 不好 不可以 优秀 良好 良好 优秀 延迟 一般 不好
4、经济合理性问题 5、凝结水被污染问题 6、凝结水利用问题 ——高质低用
蒸 除氧器
汽
高压锅炉
高压蒸汽管线 机械能量损失
蒸汽泄漏
能
中压锅炉
减压阀
散热损失
量
中压蒸汽管线
损
中压蒸汽
失
蒸汽排放
减压阀
用户
凝结水
低压蒸汽管线
闪蒸汽
低压蒸汽 用户
凝结水排放
四、解决方案
• 1、不平衡要素的解决
• 蒸汽富裕： • 蒸汽欠缺：
• 2、能量的优化利用
• 减温减压器、排污水、放空蒸汽、凝结水排放、 疏水阀设置不当
减少除氧器耗量
减少环境污染
减少酸碱污水排放 量
减少锅炉烟尘、CO2 、NOx的排放量
减少热水排放污染
凝结水的直接价值
除盐水或软化水价值 + 热值 + 排污费
- 水处理成本
= 凝结水的直接价值
举例说明
下一节
除盐水价值
除盐水价值约为6~10元/吨，包括 新鲜水价值
1.2~1.4吨/吨除盐水
二、平衡的要素
• 1、蒸汽系统等级的确定； • 2、各等级蒸汽产汽点的确定； • 3、各等级蒸汽用户的确定； • 4、凝结水回收情况的确定； • 5、锅炉给水系统的确定； • 6、蒸汽系统动力装置的确定。
三、造成系统不平衡的原因
• 整体规划缺乏科学性 • 蒸汽梯级利用方面 • “势能”浪费的问题 • 蒸汽排空的问题 • 凝结水未回收，或未作锅炉给水使用 • 无计量系统，数据信息系统不完善
蒸汽系统节能技术
A、蒸汽系统平衡的节能技术 B、蒸汽疏水系统的节能技术 C、凝结水回收系统节能技术 D、凝结水处理系统
蒸汽系统平衡的节能技术
一、作用
• 从系统和宏观的角度对蒸汽系统进 行科学分析，把握和甄别诸如“汽 平衡”， “热平衡”，“水平衡 ”，“压力平衡”和“合理回收与 合理利用”的系统性问题，是保证 整个改造方案“技术路线”正确的 基础和必要保证。
击等适应性方面提出了较高的要求。
疏水环节应考虑的问题
3、蒸汽系统排空气的必要性 • 保证设备安全运行； • 提高设备换热效率； • 延长设备使用寿命。
疏水环节应考虑的问题
4、疏水阀是疏水系统的关键环节 疏水阀的作用就是“阻汽排水”。它是
实现疏水系统全部功能的主要载体和基本 单元。可以说，疏水阀决定着疏水系统， 凝结水回收系统乃至整个蒸汽系统合理运 行的成败。