冷凝水回收技术的选择方法
1)当蒸汽设备疏水压力小于0.15MPa时,凝结水可靠重力回收。尽量利用集水箱与水泵吸入口之间的液位差,提供一个抗汽蚀水头。如果工艺布置不能保证必要的抗汽蚀水头,应采用特殊的抗汽蚀装置。
2)蒸汽设备的排水压力在0.1.5-0.6 MPa之间,大多采用带压回收方式回收冷凝水。需要仔细计算阻力损失,设计集水箱超压排气装置,考虑超压排气的两种使用方式:直接喷淋吸收和增压回收。需要选择叶轮能承受150℃温度的水泵,并配置专门的防汽蚀装置。
3)当蒸汽设备的凝结水压力大于0.6MPa时,利用高压和中压回收系统来闪蒸蒸汽,供给中压或低压蒸汽设备。闪蒸量小于或等于中低压热用户的蒸汽消耗量,相同使用周期时可直接使用。当没有中、低压热用户时,设置中、低压换热装置加热其他工艺介质,达到同样的热能利用效果。喷射热泵用于增加增压的利用率。
根据蒸汽设备的供热方式,选择负荷稳定、用汽量大的用户。
1)条件
企业的生产工艺要求这类换热设备在启动后处于蒸汽消耗和蒸汽使用压力稳定的负荷状态。
2)管网选择
管径可按余压回水方式的限流速和比摩阻原则设计,集水池可不专门设置。回收管网直接与回收装置相连。
3)回收装置的选择
根据回收凝结水的流量和凝结水热量的用户阻力,确定凝结水泵防汽蚀装置的流量和扬程,并考虑装置吸水管安装故障时的自动排水功能。
特殊过程用户
1)造纸行业
造纸工业中有多缸造纸机和制浆机,每个缸有不同的干燥温度和湿度要求,一台造纸机或制浆机可以形成独立的热能梯级利用系统。
设计时应综合考虑以上因素,将喷射热泵技术、自动控制技术和冷凝水回收技术相结合,设计出最理想的热能利用系统。
2)卷烟工业
卷烟工业用汽参数变化较大,用汽方式有直接加热和间接加热两种。可以考虑利用高压蒸汽设备的二次闪蒸汽进行直接加湿或空调制热等。当二次闪蒸汽的蒸汽量和压力不足时,可用喷射泵注入加压。
3)橡胶工业
蒸汽设备多,单台机组蒸汽消耗量小,同期利用系数大。冷凝水的回收需要合理的压力匹配来保证硫化温度。冷凝水可用于锅炉供水和硫化机内管用水。
总之,特殊的工艺要有特殊的处理方法,在回收系统和回收装置的选择上力求达到最佳效果。根据凝结水的用途,选择凝结水作为锅炉补给水。
1)凝结水作为锅炉汽包给水。
直接给锅炉给水是指在省煤器前端某处(一般在原给水泵逆止阀后端)将回收装置的出口管连接到原锅炉给水管上。由于水温升高,应注意省煤器的安全。省煤器出口温度可通过相关计算确定。对于非沸腾式省煤器,该温度应至少比饱和温度低30℃。对于沸腾式省煤器,省煤器出口温度应保证汽水混合物的干度≤20%。当锅炉原水供给控制要求不高或没有热力除氧时,选择此方案。
2)凝结水直接进入热力除氧器。
大型锅炉对供水的连续性和稳定性要求很高。此时冷凝水不是直接输入锅炉而是输入热力除氧器,然后由原锅炉给水系统完成输入锅炉的任务。无论是直接还是间接,从安全的角度考虑,锅炉或除氧器满水时都要设置管道进行凝结水排放,一般与软化水箱相连,具有溢流管的性质。冷凝水的这种去向选择是自动的,一般由电磁阀、双环调节器等控制阀来完成。作为低温热源的凝结水,在企业用热电厂供汽,但回收管网过长等原因不能直接回收到锅炉房,或凝结水集水箱水质被二次污染不能作为锅炉补给水时,可作为低温供热热源。
1)企业用于供热的热源
利用冷凝水余热,根据供热负荷确定是否需要补充部分软水(或原水)作为供热循环水,根据余热确定供热面积,可以节约集中供热成本。
2)对于直接热水用户
印染、纺织、橡胶、轮胎等企业,需要大量的高温软化热水自用,冷凝水可作为高温热水。
3)间接热交换热源
当冷凝水受到污染,不能直接使用时,可以考虑间接换热。如加热工艺水、加热循环水等非饮用水场合。
总之,凝结水回收的原理是:通过凝结水回收系统中能量的综合利用,达到最经济的能量回收,整个蒸汽热力系统的利用率最高,经济性最好。事实上,冷凝水回收有三种能量回收方式:回收冷凝水所含热能、有效利用闪蒸汽和回收软化水。
对于高压和中压回收系统,系统中设置了专门的闪蒸装置,闪蒸蒸汽用于低压蒸汽设备。同时也降低了剩余冷凝水回收的难度。如果没有更低一级的低压蒸汽用户,可以设置一个热交换器来加热工艺介质作其他用途,以有效利用能量。冷凝水回收管网可安装多级闪蒸装置,以梯级方式利用蒸汽。
冷凝水回收装置中的最终冷凝水一般送回锅炉再利用,既节约了热能,又节约了软化水,从而节约了水处理成本。
有时,冷凝水受到污染,不能作为软化水使用,但应尽可能回收其中的热能,可作为低温热源使用,如加热、间接加热热水或其他工质。
企业使用热电厂供汽时,凝结水回收到锅炉管网的时间太长,或者凝结水回收量太少,不值得设置回收管网。蒸汽点的冷凝水也应收集起来就地使用。