蒸汽系統(tǒng)節(jié)能減排2015 [gbk] .2.14王總定

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1、根除蒸汽熱力系統(tǒng)“余壓余熱”的產(chǎn)生提高蒸汽熱能的一次利用率-------論將高溫飽和水及蒸汽凝液的排出溫度控制在100℃以下王國際天津市單飛科技開發(fā)有限公司摘要：1、蒸汽熱力系統(tǒng)排放環(huán)節(jié)包括：鍋爐的排污水、供汽管網(wǎng)、間接加熱設(shè)備蒸汽凝液等，上述環(huán)節(jié)均存在排放高溫飽和水及蒸汽凝液造成高顯熱的流失浪費；2、飽和蒸汽系統(tǒng)傳統(tǒng)設(shè)計中的補償措施—“余壓余熱”的回收利用，掩蓋了提高蒸汽熱能一次利用率的實質(zhì)性問題；3、飽和蒸汽系統(tǒng)熱能浪費的根源在于“放熱理論”的局限性，導(dǎo)致“高溫飽和水及蒸汽凝液顯熱流失浪費”的合理化；排水器件-----疏水閥存在功能

2、缺陷造成15-20%的蒸汽熱能浪費；4、解決方案：完善“放熱理論”，限定飽和水及蒸汽凝液的排出溫度穩(wěn)定地控制在100℃以下。創(chuàng)新排水器件的設(shè)計理念和設(shè)計結(jié)構(gòu)；改間歇性排水為連續(xù)排水方式；增加排水控溫功能、排量調(diào)控功能；將排水控溫功能和排量調(diào)控功能標準納入排水器件的國家標準關(guān)鍵詞：高顯熱流失浪費；排水控溫100℃以下；排水器件；放熱理論；提高蒸汽熱能的一次利用率引言蒸汽加熱廣泛用于石油、化工、紡織、印染、橡膠、造紙、制藥、糧油食品加工、木業(yè)加工等行業(yè)。有50%以上的工業(yè)企業(yè)需用蒸汽進行生產(chǎn)加工。蒸汽的使用方式：過熱蒸汽以膨脹做功為主，飽和

3、蒸汽多用于過程加熱。蒸汽熱力系統(tǒng)的運行包括五個環(huán)節(jié)：1.鍋爐（產(chǎn)生蒸汽）、2.輸送系統(tǒng)（管網(wǎng)）、3.使用終端（蒸汽使用設(shè)備）、4.飽和水、蒸汽凝液的排放回收系統(tǒng)、5.系統(tǒng)保溫。一、蒸汽熱力系統(tǒng)熱能流失浪費的主要問題1.1、系統(tǒng)運行排放環(huán)節(jié)中熱能流失浪費的現(xiàn)狀1.1.1鍋爐排污工藝存在的問題鍋爐中經(jīng)加熱的水在汽化過程中，由于水中鹽分不斷累積，造成鍋爐內(nèi)部結(jié)垢、腐蝕以及影響蒸汽質(zhì)量，因此需要進行排污操作。鍋爐的排污水壓力與鍋爐運行壓力相等且為飽和水，含有高顯熱，同時含有一定量的蒸汽，造成蒸汽浪費。雖然目前鍋爐排污過程中的高溫鹽水進行了回收利

4、用，但是該過程會直接影響鍋爐的產(chǎn)汽效率。1.1.2蒸汽管網(wǎng)以及間接加熱設(shè)備蒸汽凝液的排放7不同的加熱工藝蒸汽凝液的形成壓力、溫度各有不同，不同的工藝過程蒸汽凝液的產(chǎn)生量也不相等。供汽管網(wǎng)中的蒸汽凝液經(jīng)管網(wǎng)區(qū)間設(shè)置的排水井排出；間接加熱設(shè)備中的蒸汽凝液經(jīng)低位排水管口排出。蒸汽凝液的排放控制方式有三種：（1）通過系統(tǒng)配置的疏水閥來實現(xiàn)，（設(shè)計選型--參見SPIRAX蒸汽和冷凝水系統(tǒng)手冊第13章）。疏水閥具有自動排水阻汽功能，能將蒸汽凝液自動排出。但是在使用過程中疏水閥普遍存在著有效周期短、失效快、排水時漏汽等久治不愈的“頑疾”。（2）人工定

5、時排放蒸汽凝液。該方式主要用于供汽管網(wǎng)和用汽設(shè)備啟動時段，此方法造成蒸汽凝液的囤積，增大輸送阻力，降低輸送效率，排放末期會造成汽水同排問題。（3）將蒸汽凝液直接排放進行回收利用。由于沒安裝疏水閥，對不同時段產(chǎn)生蒸汽凝液的排出量無法進行有效控制，很難做到只排水、不排汽。當前汽水同排問題加大了蒸汽熱能的浪費。綜上所述，蒸汽凝液排放環(huán)節(jié)造成系統(tǒng)“余壓余熱”的產(chǎn)生，究其根源在于：蒸汽凝液的排放不管采取上述何種方式，由于所排放的水為高溫帶壓蒸汽凝液，排放過程沒有控溫手段，排出后由于系統(tǒng)與環(huán)境之間的壓降會立刻產(chǎn)生二次蒸汽。然而上述現(xiàn)象一直被人們習(xí)慣

6、性地認為是系統(tǒng)正常運行中必然要產(chǎn)生的“乏汽”。筆者經(jīng)過多年的實踐探索，通過對蒸汽熱力系統(tǒng)的積液裝置內(nèi)不同溫度純蒸汽凝液的排量進行大量檢測后發(fā)現(xiàn)：“以100℃蒸汽凝液排量為基準，隨著水溫的增高，蒸汽凝液排量逐漸減少”。該現(xiàn)象直接反映出高于100℃的蒸汽凝液體積增大，導(dǎo)致蒸汽凝液質(zhì)量排量減少。造成凝液體積增大除了熱膨脹因素之外的另一重要原因是水中裹挾著不同比例的蒸汽（水中的含汽率）。經(jīng)測算，不同形狀用汽設(shè)備在形成不同溫度蒸汽凝液過程中，單位體積中蒸汽凝液會裹挾1‰-8‰左右的蒸汽，會增大1%-5%的水中顯熱。結(jié)論是：“如不能有效控制含汽凝液

7、的排放，則會加大水中顯熱的流失浪費”。1.2蒸汽加熱系統(tǒng)節(jié)能在傳統(tǒng)設(shè)計上的被動補救措施—“余壓余熱”的回收利用由于世界上現(xiàn)有技術(shù)無法徹底解決蒸汽凝液排放環(huán)節(jié)存在的“余壓余熱”問題，因此，對排放環(huán)節(jié)的“余壓余熱”加以回收利用，成為飽和蒸汽系統(tǒng)的首選節(jié)能方案。1.2.1開放式余壓余熱的回收利用方式用汽系統(tǒng)排水端經(jīng)疏水閥將帶壓蒸汽凝液排入集水點，經(jīng)水泵送至回用點，產(chǎn)生的二次蒸汽對空排放，只回收利用100℃以下的蒸汽凝液。該方式可以直接看到疏水閥的失效漏汽，便于診斷和維護。1.2.2密閉式余壓余熱的回收利用方式用汽系統(tǒng)排水端經(jīng)疏水閥將帶壓蒸汽凝

8、液排入回收管網(wǎng)，經(jīng)管網(wǎng)流回末端回用點7進行回收利用。該方式因疏水閥出水端與回收管網(wǎng)并聯(lián)，疏水閥發(fā)生失效漏汽難以發(fā)現(xiàn)，一旦設(shè)備巡查管理不到位會造成蒸汽的直接流失浪費。1.2.3梯級式余壓余熱的回收利用方式將高