蒸汽和冷凝水系統(tǒng)手冊-第14章冷凝水回收.pdf

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1、第14章冷凝水回收冷凝水回收簡介章節(jié)14.114.1冷凝水回收簡介蒸汽和冷凝水系統(tǒng)手冊14.1.1959第14章冷凝水回收冷凝水回收簡介章節(jié)14.1冷凝水回收簡介使用蒸汽主要有兩個目的：產(chǎn)生電能，例如電站或熱電聯(lián)產(chǎn)；為加熱和制程系統(tǒng)提供熱量。1kg的蒸汽完全冷凝后，就會在同樣的溫度和壓力下產(chǎn)生1kg的冷凝水（見圖14.1.1），高效的蒸汽系統(tǒng)將會重新利用這些冷凝水，如果不回收再利用這些冷凝水，即不能節(jié)約成本，同時也影響環(huán)境，整個系統(tǒng)缺乏技術(shù)含量。1kg蒸汽冷凝1kg冷凝水圖14.1.11kg的蒸汽完全冷凝成1kg的冷凝水飽和蒸汽用于加熱后，釋放出潛熱（蒸發(fā)焓），這是蒸汽中所蘊含的絕大部分能量。

2、而剩余在冷凝水中的一部分熱量稱作顯熱（水焓），見圖14.1.2。全熱量加熱過程蒸汽中潛熱釋放顯熱冷凝水圖14.1.2向加熱制程釋放出潛熱后，蒸汽變成了冷凝水其中包含一部分顯熱冷凝水不僅含有一定的熱量，而且是蒸餾水，很適合用做鍋爐給水。高效的蒸汽系統(tǒng)將回收這些冷凝水到除氧器、鍋爐給水箱或用于其它制程。只有冷凝水污染后，水才不能回收到鍋爐。即使是污染的冷凝水，也還可以用于其它加熱制程，在排放之前應(yīng)充分利用其所含有的熱量。冷凝水通過疏水閥從壓力相對較高的用汽設(shè)備中排出，由于疏水閥出口壓力較低，一部分冷凝水就會閃蒸成閃蒸蒸汽（又稱二次蒸汽）。閃蒸蒸汽的比例由蒸汽和冷凝水中所含有的熱量決定，一般閃蒸蒸汽

3、的質(zhì)量占高壓冷凝水的10%~15%（2.2節(jié)），但是閃蒸蒸汽的體積會很大，7barg的冷凝水排至大氣壓下，其中13%會閃蒸成蒸汽，其占有的空間比冷凝水大200倍，這樣疏水閥后的管道口徑就需要比閥前的管道大。例14.1.1計算閃蒸蒸汽的量7barg熱的冷凝水含有721kJ/kg的熱量，排放至大氣環(huán)境中時(0barg)，每千克水只能含有419kJ的熱量，多余的熱量為721-419=302kJ，這部分熱量就會閃蒸成蒸汽，其數(shù)量由多余的熱量占低壓下蒸發(fā)焓的百分比所決定。在該例中，大氣壓下的蒸發(fā)焓為2258kJ/kg。302因此，在此例中，閃蒸蒸汽所占的百分比為=×100%2258閃蒸蒸汽的量為=13.

4、4%關(guān)于閃蒸蒸汽我們已在2.2節(jié)什么是蒸汽？中做了較深入的闡述。除計算方法，還可以通過常用一個簡單的曲線圖（見圖14.13）來確定閃蒸蒸汽的比例。例:使用圖14.1.3得出閃蒸蒸汽的比例。疏水閥前壓力=4barg閃蒸蒸汽壓力=0barg閃蒸蒸汽百分比=10%14.1.2蒸汽和冷凝水系統(tǒng)手冊960第14章冷凝水回收冷凝水回收簡介章節(jié)14.1閃蒸蒸汽的量是確定疏水閥出口管道的最重要因素。閃蒸蒸汽壓力barg????????????????????????????????????????????????????????????????????疏水閥前蒸汽壓力(bar)??大氣壓力??????????

5、??????????????????????閃蒸蒸汽所占的比例(%)圖14.1.3閃蒸蒸汽閃蒸數(shù)量圖水在鍋爐中被加熱后產(chǎn)生的蒸汽稱為直接蒸汽，和閃蒸蒸汽相比僅在來源上有一些區(qū)分，不管是鍋爐產(chǎn)生的直接蒸汽，還是自然閃蒸的閃蒸蒸汽，相同壓力下都含有相同的潛熱。閃蒸蒸汽的熱量最多可以占整個冷凝水所含熱量的一半，如果將冷凝水和閃蒸蒸汽直接排放，則意味著需要更多的補給水、燃料和運行成本。這節(jié)將會著重介紹兩方面：冷凝水的管理和閃蒸蒸汽的回收。同時涉及到一些相關(guān)問題，并提供一些實際的解決方案。注：術(shù)語疏水裝置是常指蒸汽系統(tǒng)中用于排除冷凝水的裝置，可能是蒸汽疏水閥、疏水閥泵或泵閥組合，疏水閥排放冷凝水的能力依

6、賴于其前后壓差。疏水閥泵或泵閥組合的排水量和其運行時的壓力差沒有關(guān)系（但受壓力等級限制）。冷凝水回收高效的冷凝水回收系統(tǒng)，可以收集蒸汽設(shè)備的冷凝水，返回鍋爐給水系統(tǒng)，在短期內(nèi)就能得到回報，圖14.1.4是一個簡單的冷凝水系統(tǒng)，冷凝水回收到鍋爐給水箱。蒸汽和冷凝水系統(tǒng)手冊14.1.3961第14章冷凝水回收冷凝水回收簡介章節(jié)14.1蒸鍋蒸鍋空間加熱系統(tǒng)制程容器蒸汽蒸汽冷凝水補給水加熱槽加熱槽冷凝水蒸汽給水箱鍋爐給水泵圖14.1.4典型的蒸汽和冷凝水回收系統(tǒng)為什么要回收冷凝水節(jié)約成本冷凝水是有價值的資源，即使是回收一部分也會有經(jīng)濟效益，僅一個疏水閥排出的冷凝水也值得回收。如果冷凝水不能回收，就要向

7、鍋爐增加冷態(tài)補給水，需增加水處理費用、水費和燃料費用。排放限制例如在英國，法律規(guī)定超過43℃的冷凝水不能排放到公共排水系統(tǒng)，因為這會對環(huán)境造成破壞，損壞公共排水管道，所以高于此溫度的冷凝水排放前必須降溫冷卻，這樣就會增加費用，大多數(shù)國家都有類似的限制，如不符合規(guī)定則需要支付排放費甚至?xí)獾搅P款。使鍋爐出力最大低溫的鍋爐給水將會減少鍋爐蒸汽的產(chǎn)出，給水溫度越低，就越需要更多的熱量加熱給水，所以用于產(chǎn)