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凝结水回收方式的选择_王汝武
换热器
物料
疏水阀
凝结水
图1 针对凝结水的特点,国内外现有两种凝结水的输送 方式:一种是气输送泵(英国的spirax sarco,美国的 Armstrong Co.Ltd)用高压气体(蒸或压缩空气),将凝 结水压出;另一种是在离心泵前加装水-水喷射泵,提
高离心泵的入口压力,防止水泵汽蚀,还有一种用活塞 泵回收凝结水。 在这两种输送方式的基础上,国内结合凝结水集输 及闪蒸汽处理方式的不同,生产各种凝结水回收装置。 下面对市场上常见的几种凝结水回装置的运行情况及其 特点加以说明。
1 凝结水的特点及回收难度 蒸汽经换热器放热后凝结成水,通过疏水阀排出 (见图1)。一般为了排水通畅,疏水阀背压选得较低,也 就是说疏水阀前后的压差Δp较大,疏水阀前的凝结水 是对应 p1 的饱和水,疏水阀后的压力 p2 = p1- Δp,由 于 p2小于 p1,p2对应的饱和温度 t2比和 tl低,所以疏水 阀后必有部分凝结水汽化,因此疏水阀后的管道中是汽 水混合物。汽水混合物很难用一般泵输送,特别是在疏 水阀质量不佳,漏汽量增加时,汽水混合物中蒸汽占的 比重更大。汽水混合物在集水罐中进行汽水分离,分离 出的水是饱和水,饱和水也难于用一般的离心泵输送, 因为离心泵的入口需产生压降,饱和水部分汽化,离心 泵发生汽蚀。
换热器 凝结水
热泵 新蒸汽
集 水 罐
新蒸汽 电控箱
防汽蚀泵
图5
从换热器排出的凝结水,通过孔板式疏水阀进入集 水罐,进行汽水分离,闪蒸。二次蒸汽进入喷射式热泵, 升压,再进入换热器放热。凝结水由防汽蚀泵打出。 用孔板式疏水阀代替其他型式的疏水阀,减少了疏 水阀的维修工作量和更换周期,比用上两种疏水阀节约大 量资金。该回收装置在实际运行中取得明显的节能效益。 还有其他型式的回收装置,例如活塞压缩式的、汽 压和离心泵相互结合的等,这些装置在一定的条件下可 以稳定地工作。但在疏水阀漏汽过多时,都存在工作不 稳定以及向空排汽过多的情况。 因此选择何种凝结水回收装置,一定要从换热器 用汽压力高低、疏水阀的型式、凝结水回收装置的安装 地点、离锅炉房的远近和闪蒸汽的回收方式等情况来考 虑,决定采用哪种回收装置。■
JIE NENG YU HUAN BAO 52 2005.No.1·月 刊
企业平台
物料 换热器 蒸汽
疏水阀
集 水
罐
乏汽 高压汽
气压泵
图3
从换热器排出的凝结水经过疏水阀排入集水罐,在 集水罐中汽水分离,降压闪蒸,蒸汽从罐上的排汽管排 入大气。因为罐和大气相通,所以罐内压力为常压或稍 大于常压,罐内水的温度稍高于100℃。水从集水罐靠位 差排入气压泵,气压泵内有浮球阀,在水满时打开高压 蒸汽阀,关闭进水阀,高压汽压入气压泵罐内,将凝结 水压出;到低水位时,高压蒸汽阀关闭,放汽阀打开,进 水打开,凝结水将乏汽挤出。水满以后再重复上述动作。 该装置适用于低温凝结水、小流量、低扬程的情况。 对于高温凝结水则热损失大,对于需要将凝结水直接打 入汽包的情况,汽压泵则无能为力,因为没有适用的高 压蒸汽。 2.2 密闭式高温凝结水回收装置 该装置的工作系统图如图4。
物料 换热器
蒸汽
疏水阀
集
自动水位计
水
罐
仪表箱
防汽蚀泵
图4
凝结水通过疏水阀进入集水罐,汽水分离后蒸汽由 排汽管排出,凝结水由防汽蚀泵打出,防汽蚀泵是通过 将泵入口水加压,防止汽蚀的。集水罐上装有自动水位 计,控制水泵启停。由于集水罐和大气相通,所以罐内 水温度也不能太高。密闭式凝结水回收装置实际上不能 够实现密闭运行。 由于该装置用电泵输送,允许凝结水的流量和扬程 都可以很大,凝结水的输送地点不受限制。 以上两种方式都不能实现凝结水回收的密闭运行, 总有一部分闪蒸汽排到大气,增加了热能损失和热污染。 新研制的热泵式凝结水回收装置是解决闪蒸汽排空 的较好方案,这套系统有一专门设计的蒸汽喷射式热 泵,可以将闪蒸汽抽出,升压再利用。
该装置有如下优点: (1)将闪蒸汽抽出,可使集水罐中的压力降低,凝结 水温下降。集水罐中压力下降,可使凝结水回收畅通, 有利于换热器的工作。闪蒸汽加压就地利用,比液化回 锅炉减少了输送所消耗的能量,减少了锅炉的散热及排 烟损失。 (2)将闪蒸汽抽出再利用,可降低对疏水阀的要求, 或者取消疏水阀。因从换热器漏出的闪蒸汽,经加压以 后再利用,没有造成浪费。实现了封闭循环。 问题是现场不一定有足够高压力的蒸汽可用来引射 闪蒸汽。从潜在能力上看大部分用汽企业具有这种能 力,因为目前企业的工业锅炉都降压运行,实际设计压 力都高于用汽压力。其实锅炉降压运行是费能的,因为 降压运行,偏离锅炉的设计参数,使各部分受热面不匹 配。如果锅炉在设计压力下运行,利用锅炉新汽和设备 用汽之间的压差,来提高闪蒸汽的压力,达到设备用汽 压力的要求。如果生产使用热水,还可以用喷射式加热 器,将闪蒸汽抽出加热水,使集水罐中压力下降。 热泵式凝结水回收系统的工作系统图如图5。
2 几种常用凝结水回收装置运行情况及特点 凝结水回收实际上是一个系统,它包括换热器、疏 水阀、疏水管路、集水罐(包括控制装置)、输送泵、受 水器、闪Байду номын сангаас汽回收装置。
物料
换热器 蒸汽
疏水阀
集
水
罐
电控箱 受水器
图2 凝结水回收系统图
只有系统中的每一个元件都匹配时,整个系统才能 正常运行。在生产实践中由于元件不匹配,造成系统运 转失败的例子屡见不鲜。例如疏水阀排量选择过小,不 能满足排水的要求,为了满足生产的需要,操作者就打 开旁通,因此疏水阀后有大量蒸汽排放。蒸汽排入集水 罐,造成罐内尽力增高,回水不畅,系统这转困难。 因此在不同的生产工艺条件下,应选择不同的元 件。 下面对几种常见的回水装置的应用特点进行分析。 2.1 汽压罐式回收装量 在国内市场土出现的汽压罐凝结水回收装置主要是 进口产品,有英国的斯派沙克(spirax sarco)、美国的 阿姆斯壮(Armstrong co)及莱格斯壮(Legstrong co)等公 司的产品,其原理和结构是相同的,安装系统图如图3。
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凝结水回收方式的选择
王汝武
(沈阳飞鸿达节能技术开发中心,辽宁 沈阳 100015)
在工业生产中广泛应用蒸汽加热,蒸汽间接加热凝 结 成 饱 和 水 ,经 疏水阀排出。20 世纪 80年代以前 大 多 数厂家的凝结水都排入地沟,既浪费了水资源;浪费了 能源,又污染了环境。80年代世界性的能源危机以后, 凝结水的回收才引起人们的重视。国内外出现了多种不 同型式的凝结水回收装置,这些装置各有特点,适用于 不同的场合,怎样正确选择凝结水回收装置。作者根据 搞节能工作多年的经验,提出一点粗浅的见解。
2005.No.1·月 刊 53 JIE NENG YU HUAN BAO