（机械工程专业论文）密闭式冷凝水回收技术的应用研究.pdf

丈连蠖_ i 大学专燕学浆繇士学盘鞋史 攘甏 随着社会的进步粒经济发展，能源供需矛藤目靛突船。与世舞先进水平棚比，我国 躺能源利用率低，单位产值耗能比主疆发遮国容辩2 倍以上；i 业用水薰复利用攀约 5 蹦，运鬣予发送蓬寨8 娲熬教警。提薅靛滚和采赘深熬鞋蹋霉，走碍持续笈晟瓣辩学遴 黯，是社袅黢爨熬爨簧，逮跫垒1 2 发疑豹锈要。 蒸汽加热提一种常见的防冻投维濑方式，在猫油他点企业应用广泛。作为热源的蕊 汽，使用过程中科粥的疑是它翰潜热，过程产生骢高温冷凝农通常被麓地捧放，造成戆 源浪费和环琥污染，节德降耗在蒸汽冷凝水硒粳猎糟方蹰潜力巨大。 本文努撰蒸汽冷凝痰晶璇葶爨鳇牧熬效益性；繁溪奔鲻了蒸汽冷凝零嚣余蓬狂热摄融 牧秀袋，著对嚣尾麴冷凝瘩阏牧装置耱类稿原理遴褥了撼逮窝努掭，论述了密鞠式泠凝 水回收是相对最科举、最合理的方式。 论文辩防汽蚀装谶迸行了研究、并对秘1 1 5 ( 絮髂翱管翘进行了绷蘩豹设计。为证明该 系统的科学毪，结合新港的情况设计安装丁一粪冷凝永嘲收系统，并顺剥交付使用。该 瑕基实施簌，节省7 锈妒靛燃池赞、窳爨，延长了设备翡後援寿禽，挺鑫了供汽压宓瓣 稳定性，渡蛰了工嚣拜壤，减少了锅炉鹣撩淫纛鞫撵烟羹。实践谖嘲该系统其舞一宠扮 先进性和良好的实用性、可靠性，基本上达剁了斯港的冷凝水圆收鬟达剿总卿水照的6 ( 瞒 以上，投资瞳j 收期小于兰年的疑标。 本系统不仅可 密闭回收石油仡工企北的辫溢冷凝承，还可成用于食品、翻药、檬 黢、纺织、冶鑫、勰棱、峰灌、卷燔、造羝、嬲叛、簿絷、汽车、纯繇等潮港童建蒸汽 趣接媚热菇产生懿凝缝零圆牧。 荚穗诵：冷凝采；瓷收系统；醅汽饿装鬻；节畿 密闭式冷凝水回i l 臌术的应用研究 t h e a p p l i e ds t u d y o i ls e a l e dv a p o rc o n d e n s a t er e c y c l i n gs y s t e m a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to f s o c i e t ya n de c o n o m y , t h ec o n t r d d i e l i 0 1 1o f d e m a n da n ds u p p l yo f e n e r g yi si n c r e a s i n g l yv i s f o l e 1 1 ”r a t i oo fe n e r g yu s a g ei sl o w e rt h a nt h ei n t e r n a t i o n a l a d v a n c e d l e v e la n d t h ee n e r g yc o n s t r u e o f p e r p r o d u c t i o nv a l u e i s m o r e t h t w i c e o f t l l 缸o f m a i n d e v e l o p e dc o u n t r i e s t h er e c y c l i n g o f i n d u s t r i a l w a l e r i sa b o u t 5 2 w h i c h i s f a r b e l o w t h a to ft h ed e v e l o p e dc o u n t r i e s ，8 0 t oi m p r o v et h eu s a g em l i oo fe n e r g ya n dw a t e r , a n d f o l i o w i n gt h es c i e n t i f i cw a yo fc o n t i n u a l l y - d e v e l o p m e n ta r et h ed e v e l o p m e n t a ln e e do f s o c i e t ya n dc o r p o r a t i o d _ v a p o rh e a t i n gi sac o m m o na a t i f r e e 庙n ga n t ik e e p i n gt e m p e r a t u r em e t h o d , a n dh a sb e e n w i d e l yu s e di np e t r o c h e m i c a l sc o r p o r a t i o n s b 皿o r a yt h ep o t e n t i a lh e a t - 删o f t k ev a p o ri s u s e dd u r i n gt h e 戚n gp r o c e s s t h ec o n d e n s a t eo f h i 曲t e m p e r a t u r ei sd i s c h a r g e do nt h es 呲 w h i c hr e s u l ti ne n e r g yw a s t e f u la n de n v i r o r a n e n tp o l l m i o i lt h u st h ep o t e n t i a lo f 目丽i 瞎 e n e r g ya n dd e c r e a s ec o n s u m e i nt h er e c y c l i n g o f w a p o re e n d e n s a t emh u g e _ t h eq u a l i t ya n dr e c y c l i n gb e n e f i to fv a p o rc o n d e n s a t ew u sa n a l y z e di nt h i sd i s 剐玎t a l i o m mr e m a i n d e rp r e 髂u mo f v a p o rc o n d e n s a t ea n dr e c y c l i n gw a y t h r o u 曲i r 旧t e n s i u gp r e s s m e w a si n t r o d u c e d _ s o m ee n n a m o nc o n d e n s a t em e y e l i n ge q u i p m e n t sa n dt h e i rw o r k i n gt h e o r y w e r ed e s c r i b e ds e a l e dr e c y c l i n go fc o n d e n s a t ei sc o n s i d e r e dt ob et h em o s ts c i e n t i f i ca n d r e a s o n a b l em e t h o 止c o n e s = p 咖d i n 出y t h ce q u i p m e n to f a n t iv a p o p e o n o s w ew a ss t u d i e d a n dt h er e c y c l i n gp u m p i n gs t a t i o na n d c o n d u i tn e t w o r kw b l ed e s i g n e d i no r d e rt ot e s t i f yt h es c i e n t i f i co ft h i ss y s t e m ，as u i to f c o n d e l l s a t e r e c y c l i n gs y s t e m a sd 铬i g n e da n di n s t a l l e da e e n r d i n gt o t h en e w - p o r t c i r c u m s t a n c ea n dh a sb e e nr u ns u c c e s s f u l l y a f 缸t h ep r o j e c tw a sa p p l i e d , t l l ec o s to f b o i l e r f u e la n dw a t e ri ss a v e d , t h el i f eo f e q u i p m e n ti sp r o l o n g e d , t h es 切b i l i t yo f v a p o r p i 璐s 峨i s i m p r o v e d ，t h ew o r k i n ge n v i r o n m e n ti si m p r o v e d , a n dt h ed i s c h a r g eo fd i r ta n ds m o k ei s d e c r e a s e d t h e s ep r o v et h ea d v a n c e d , p r a c t i c a b i l i t ya n d 呻o f t h es y s t e m n 圯a i m so f t h eq u a n t i t yo f r e c y c l i n gc o n d e n s a t eb 曲培6 0 t h a to f t h et o t a lr e a m a e dw a t f f f , a n dt h et i m e o fd i s i n v e s t m e n t b e i n g l e t h a n3 y e a f s h a v e b e e nb a s i c a l l y a c h i e v e d n l i ss y s t e mc a nn o to n l ys e a l e dr e c y c l eh i 曲t e m p e r a t u r ec o n d e n s a t eo f p e t r o c h e m i c a l s c o r p o r a t i o n s ，b u ta l s or e c y c l ec o n d e n s a t eo f v a p o ri n d i r e c tu s e di n 擎o 枯叮，o h = m a e y , r u b b e r , s p i n , m e t a l l u r g y ,m e c h a n i c a le n g i n e e r i n g , 慨t o b a c c o , p a p e rm a k i n g , p l a t e 瑚a 1 【i n 吕 l w i n t w o r k sa n da u t o m o b i l ei n d u s t r y 1 1 大连理工大学专业学位硕士学位论文 k e yw o r d s ：v a p o rc o n d e n s a t e ；r e c y c l i n gs y s t e m ：a n t iv a p o r - c o r r o s i v ee q u i p m e n t ； s a v i n ge n e r g y 独创性说明 作者郑重声明。本硕士学位论文是我个人在爵师指导下进彳亍的研究工 作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注朔致谢的地方外， 谂文中不镪含其稳人已经发表或撰写豹硪究残莱，氇不镶含为获得大莲壤 工大学或者其他单位的学位或证粥所使用过的材料。与我一同工作的同患 对本研究联檄的黉献均已在论文中骰了明确鲍谖爨赞表示- r 谢意。 大连理王大譬硬土研窝生学僦论戈 天连壤工夫学学僚谂文缀投使用授粳书 零学位论文挥耆投攒譬教鲻完垒了麟“太连理工大学壤士、嬉士攀挝谵文舨掇瞳糟 糕定”，嚣褰太浚理互大学豫餐辨掏莺家错头部f j 蠛梳构送交学位诡变的复即件藕电子 叛，定诲论文被粪凝鞲播黼。本人授权大连壤工夫擎胃戳将零学位谂文酌全部竣簿分蠢 容编入有关鼗舔靡避行检索，也可聚再彩印、壤辩蠛锻播等复制手段缳尝秘芤缡擘盟沧 文。 箨者签名： 堑l 垒叠 辱挪蕊名：一以啄一 ：兰基彰年蕉穰碰爨：；! ! 鳋年蕴月，z 盘垒爨 垫墼堂皇些堂杰堂堡墼 弓i誉 在耱深溺耗急禳壤长熬夸_ 天，太类不龋挺鑫瓣镪霞文纯生活澍# 2 源豹器衷越来越 大。_ 玎是，在这样的依赖和便刹背后，我们不知不驻地给我们的生活环境造成了可怕的 酸螺，图时我e 】硬支了本属于子孙蛇石濑、煤等发震基金，强此鼗激苇约将成为太类戡 会w 持续发袋的一个蘸簧方面。 节能并不意味着不消费或少消费能源。可持续发展的社会需要人民生活达到一定的 发逡永平，餐黉确绦一定静能滚滚费鞋德涟柱会弱稳定覆袋。节能熊节能技术来窭蕊， 节能技术是指一定量的能源投入能够产生更大效艨的技术，即提高有效能量与总能量的 毙壤。节能怒与开发疑霄能源并举鼓粲旋驻潦危搬豹擐本途径。蠢效豹节毙技术在无形 中大大“增加”了可幂4 用豹能源。密闭式冷凝水回收技术就是这样的一种有效的节能技 术。 冷凝承强渡技术撵为一磺羹耍翡蕈煞簿耗搪麓一壹受戮匡内捧众鲎的关渡，箕穰关 文献大多出现在与节能、环保、水处理祷燕联的书籍和报刊杂志中。如王善武 我国z 业钱炉节能滏力分析建议( 工业锻炉，2 0 0 5 ，3 ：卜1 6 ) 奔螺了嚣魏国虑卦王照妒蜜鬻 用的节能方法，孙恒戆t 炼油凝结水回收现状及对策及张骁云炼油厂冷凝水回收研 究及应用等对炼油厂的凝结水回收系统进行了研究等。 虽然冷凝采西牧嚣胃戳带来诸多豹散簸，燕燕长麓爨米，冷凝求露嫒挂謇存在覆多 问题，使得拎凝水回收效率根低，热量利用不充分，有的系统因影响生产而被废弃，结 果是一垂供汽紧张，一甄到处熬譬濠潺，辫成罂戡德环。大连港囊游爨毫冷凝承霞牧研究 虽然从1 9 9 0 年就已经开始，并反复多次提高和完蒋，但由于离心蘩的汽蚀问题一直没 有得到有效解决，所以冷凝水回收问题遐迟得不到根本解决。 节躯降籁是企韭隶挺静主题，管理麓是正援虢金叠对带髓降耗盖箨熬要求莲高，新 港作为国内礅太的油品及液体化工品转避基地，一直把蒸汽冷凝水的回收利用当作攻关 锞鬏加以研究，睫毒防汽墟技术农平匏快速发展。冷凝瘩鄹救不再怒蓬不可及趋梦想， 我们根据国内离心泵防汽蚀技术的发震，结合企业的实际情况，通道喷射增熙原理在絮 前设嚣一套防汽蚀装鬣，达到冷凝水回收姻目的。 在对苈汽蚀装置兖分研究瀚基础主，澍强牧蒹始帮酲牧管两遘稽7 承力学诗算，熊 而保证了回收系统运转的可靠饿和经济性 整翅式玲凝承翻彀簸拳麴斑攫磷究 综述 蒸汽蠲攘热热是竣蕊设备稳一秘熬委缎溅方式，热熬建程孛，使用豹馁疑蒸汽鹣漤 热，嚣蒸汽靛曩热熬冷凝_ 隶被攥敷，遮藏了撬滚滚费巍繇蠛污染繁影萌镊炉懿运孬。毽 鼗斑该瓣冷凝承巍获瞬究势缀缓霹彀。 。 警滋，爨罐缴濯秀式分绍 镛运蒜凝爨氦濑、重痿灞菇静管滋、储罐霰繇瀑劳进杼燕熟，戳维戆浦赫熬德滚瀑 嶷，蕊箕箕鸯登蘩熬流动瞧，辍铤簸转传建羲壤嚣避锣积。 镰存濑最麓濑罐一簸为嶷式嚣筵澎金嚣绺攘滚罐，纛普遍采瘸嚣定程罐熹帮豹承 蒸汽趣热嚣( 爨为骥定式热热器) 撵为按燕嚣来掇嵩或缭捺罐蠹灏蕊靛滠鹱；荛减少热 纛损失。罐髂多 谖保瀑震。 侮热徽鸯一辩蠢效熬簿瀵维温凝貔冻方式在石演穗运垒监巾一壹被广泛瘫用。蒸 王捧弧壤燕避遵棼熟媒体教笈逊一寰瓣热鼙，逮涟塞接菠翘接豹熬交按毒 炎教律燕聱溪 麴熬损失，虢述瑟辩溢、绦滋躐藏蒎瓣燕豢王撵爨求。俘热媒侮豹澎武多静多徉，魄鹱 常氮鹑饔豢簌效疲搬髂热、壤热嫠簪热、鞭毫激黪燕、敷蒸汽嚣热、热瘩磐热等。鬣然 燕获效赢彀謦燕、藏热黎捧热维护费焉羝，滠囊鬻骞嚣控溯，穗撩瓷攥楱相瓣予蒸汽黪 热天，掇辍在绝大多数荟蘧髓运企垃审，蒸汽悔热还是管道一耪燕黉豹维漱方式“。 在承蒸汽缎瀑蠢波下，蠢谂是臻罐熬弱囊建瓣热器滋最黎遵拳蒸汽捧热缝，楚溺靛 饺饺是蒸汽靛游热，蒸汽冷凝瘩审熬簸热来舷兖势璃翅。璃梵，澎农蒸汽及冷凝汞蒋翻 越磅究麟纛缮壤为熬瑟“”。 2 蒸汽疑冷凝零豹熬力攀褥瞧 2 蒸汽疑冷凝拳瓣热篷 蒸汽分魄帮蒸汽秘遘熬蒸汽，避热蒸汽楚熬续缭予镪霸蒸汽热煞褥瓣豹。过热蒸 汽一簸援予葫滚嚣缀少溺予热溧，蠲黪熬滚熬蒸汽是锻翻蒸汽。承蒸汽所禽瓣热熊嘲纛 热秽潜熬掰缀袋，邂常臻汽设鍪炙秽蹋蒸汽麴骥煞，释蔽游热蓐魏蒸汽还溅拔藏澈痍魏 锪霸东，辩冷凝承被瓣掇翔汽系统，簸热毽被撵出。 鸯了绦挎矮汽竣蠡熬最藏效率，凌器孛黟藏貔冷凝零臌器魏撼攥痿，瞧藏建巍，褥 辩玲凝窳嚣瀑庭越蔫，设冬的熬效攀藏遴商，蔫这瓣冷凝承掰禽瓣鼹豢5 最大。冷凝承瓣 嚣熟一般舂蒸汽憨热爨豹25 豫麦右，蕊键拳l 蒸汽殛力熊囊，这令露努数 鏊越夫。冀荧 系戏霹袭达懿下： 燮墼登挫塑壁圭塑墼 r ( r + r ) 式中：r 一巢温度下饱和水焓( k j 公斤) ； r 一潮湿度下稳稿蒸汽络( 搿，公厅) t 表1 1 列出了不i 葡压力下饱和蒸汽的最热量、潜热量和金热， 压力下饱和水燔艇占瓣显热 e ”。 ( j 1 ) 由表中可以得到不同 表1 】饱和蒸汽袭： t a b _ llt h e t e c l m i e a l p n r a m a o f s m m a 协w 甲 续袭 蕊r 1 甄。狐飞聂谳f 搽蕊矿赢藉酗砑驻i i 莓 0 5 2 1 5 9 。5 70 3 0 9 9 9 56 7 3 。5 8 1 2 0 8 2 ，6 8 2甜5 6 2 5 4 0 5 4 1 6 0 8 1 0 3 0 0 8 0 4 2 7 7 8 2 8 2 1 2 5 8 1n 7 5 7 5 9 4 0 。5 61 6 2 、姑0 ，2 9 2 嬲2 6 8 4 2 6 12 0 鹞，6 , t 3 2 7 5 8 8 9 2 0 5 81 6 3 。0 3 0 + 2 8 5 3 6 46 8 8 6 5 12 0 7 1 ，燃 2 7 5 9 9 3 9 0 6 0 1 6 4 1 90 2 7 7 6 1 7 6 9 3 7 3 62 0 6 1 4 4 22 7 6 1 1 9 5 o ，6 21 6 嚣3 2筑篮2 蝤 6 9 8 。6 6 42 0 6 3 。6 7 喜 嚣8 2 裁 执8 4l 躺4 3e ，嚣2 辱2 3 如& s 砖2 0 辩+ 9 8 9f f 7 6 3 。鹑7 0 6 61 6 7 5 2 0 ，2 5 6 8 4 7 7 0 8 2 6 02 0 5 6 3 0 51 2 t f j 4 1 i 8 6 0 髂l 船。7 e 2 婚3 鼬 1 3 8 3 7s 麓0 3 42 7 龉8 8 乓 0 7 0 1 , 6 9 + 7 80 2 4 3 7 9 67 1 8 。1 4 5 铸6 8 52 , 7 6 6 8 4 7 0 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r 闲蒸压力下相对应的潜热( t r d k g ) ( | 2 ) 舒 嘲 ：过莉 蜒 琳水 鋈 潜热( 蒸发) 潜热 夕 ( 熔解 热) 鬲 啻 麟删 l目1 2 水的状态变化 f i g -1 2s t a t o d l a n s e o f w a t ( j - 茎整墼查整些兰堕堡主兰垒鳖一 饱 和 苄 镱 朝 f i g 1 3e x p l a n a t i o n o f w a t 嚣c h a n g t o 翻搬| a 主c w 蚪赫s i j 璐出喇i p 碍雠 一? ， 秘v 燧蹲 密闭式冷凝水回收技术的应用研究 7 0 0 6 0 0 4 0 0 3 0 0 2 0 0 1 0 0 o 图】4 过热蒸汽及其有效热量 f i g 1 4s u p e r - h e a t v a p o u r a n d i t s e f f e c t i v e q u a n t i t y o f b e a t 1 3 冷凝水的品质 1 - 3 1 冷凝水的品质 冷凝水是蒸汽在间接用汽设备中放出汽化潜热后得到的。在用汽设各完好状态下， 连续用汽设备产生的冷凝水是品质较好的蒸馏水，适合作锅炉给水。但间断供汽的情况 下，冷凝水将受到污染1 2 j f l 3 1 。 1 3 2 冷凝水的腐蚀 由于蒸汽在产生和使用的过程中要混入一些不纯物和不凝汽，使得冷凝水污染或回 收管网腐蚀，可能降低冷凝水的使用价值。 冷凝水的污染一般发生在生产负荷急剧变化或设备发生故障时等情况。如果用汽设 各的加热器不严密，当出现问断供汽，加热器内形成真空状态时，生产程序中的液体就 一8 彗，i甘。g簸蕞 大连理工大学专业学位硕士学位论文 会泄漏，再次起动时排出的就是被污染的凝结水。石油储运企业中储罐的固定式加热器、 换热器等易发生油、汽窜遁事故，对这部分冷凝水回收时应加强监督。 冷凝水的不凝汽主要是氧气和二氧化碳气。氧气来源主要是因为锅炉给水未除氧、 设备间歇运行时产生真空而吸入氧气等，对开放式回收系统，氧气则可以直接进入回收 系统中。而二氧化碳气主要是由于锅炉给水中含有碳酸盐或重碳酸盐，在锅炉内分解产 生二氧化碳，当蒸汽凝结时，二氧化碳便被释放出来 由于氢和二氧化碳的存在，使冷凝水形成了电解质溶液i 砉就形成了金属管材和附件 产生腐蚀的必要条件。在化学腐蚀与电化腐蚀的综合作用下，冷凝水中通常含有铁的化 合物，严重时可出现“红水”现象，即金属腐蚀后形成f o h ) 3 ，它不溶于水，析出后 在管壁上形成红色沉淀物f e 3 0 4 ，由于冷凝水冲刷作用又使其脱离管壁，悬浮在冷凝水 中【1 叼【垌。 1 3 3 腐蚀的危害 腐蚀的主要危害在于大大缩短管网的寿命，使回收系统不能正常运行，这需要从根 本上防治。如锅炉给水除氧、除二氧化碳，设置汽水分离装置避免蒸汽提带水滴等，这 些都是与锅炉和设备运行的要求相一致的。 只要不发生泄漏，冷凝水的硬度较软化水并无较大变化，能满足一般锅炉的水质 要求。由于二氧化碳由碳酸盐加热分解而得，所以冷凝水中总是含有一定量的二氧化碳 而使冷凝水呈弱酸性，即ph 7 ，这可通过炉内或炉外的承处理解决。当然，如果永 质污染严重而处理费用很高不经济时，则可通过间接换热的方式利用冷凝水的热量， 然后将水作其他利用或排掉。 1 4 蒸汽热力系统的组成 新港热力系统由热源、蒸汽输送设备、蒸汽使用设备、疏水装置，凝结水回收系统 等组成。 1 + 4 1 热源 一般为燃煤、燃油或天然气锅炉。新港使用的锅炉为燃油锅炉，共有燃油蒸汽锅炉 5 台，其中额定蒸发量2 0 t i l 的锅炉3 台，额定蒸发量6 t t i 的锅炉l 台，额定蒸发量 3 5 t h 的锅炉l 台；锅炉的参数见表1 2 鬻闭式冷凝水回收艘术的应用研巍 表1 ，2新港 爵炉参数 t a b 1 2t h e b o i l e r s 懈b 五c a i p 斑搠n e t 盯o f m i a n n e w p o r t 1 4 2 蒸汽输送设备 蒸汽输送设备由分汽缸、蒸汽主币管和蒸汽分支管缎成，蒸汽输送系统的设计除 了台理选取管径，保温殛毒揭外，痤在缀大黻上重视冷凝承豹躐捧。嚣为对于饱秘蒸 汽，任何热景的损失都会有相当比例的水凝结出来，冷凝水的产生是难以避免的。另一 努嚣，蒸汽铁锈裁蠹逸整酎氇会携带一些锈永，邀些承程蒸汽警掰中蓬蒸汽一筵流薅， 如不及时撩除，将会对管网、阀门等造成极大的危害。 ( 1 ) 分汽缸( 禧) 及琉水 蒸汽淤镊篱内带尚熬求静在锅炉密动嚣| 鞍多，可逸1 0 强。在蒸汽进入管弼之游 就必须分离出来。可以使用汽水分离器来完成，也可用分汽箱来完成。后者往往比较经 漭，显还蠢蒸汽分鬈袋戆豹撵惩，故程我国霉嚣缱用。 分汽箱可以由几台锅炉共用，可方便地进行锅炉切换。图1 5 所示为秘裔锅炉共同 的分汽箱示意图。 至凝 回永 瘸1 5 赞 销示意图 f i g 15s k e t c h m a p o f t h e v 雄晰d i 蚰j b 呲i 、e t a n k 旁路阕 大连理工大学专业学位硕士学位敝 分汽箱底部必须设一疏水点，以便将分离下的水分及时疏出。困水滴惯性较大， 在从进口至出汽口转弯时利用惯性将其分离出来，故蒸汽进口侧的水较多，疏水点应设 在蒸汽进口一侧，这样也可以减小蒸汽的再携带。疏水阀容量应适当多考虑一些富裕量， 但一般2 5 m m 口径的热动力式疏水阎就足以满足要求。 分汽箱内压力较大，又因其常设在锅炉房内靠近锅炉软水箱或除氧器的位置，故 应直接将冷凝水回收管接到软水箱或除氧器内。在这一回路中，应设一旁路，使其与地 沟相联，在锅炉压力尚未建立起来之前，冷态凝结水量较大，压力较小，不可能使凝结 水送回，救此时开启旁路排空，以避免积水，造成水锤。旁路截止闳的质量一定要过关 ( 如波纹管密封阀) 。因为此处压力大，阀易损坏，且一旦有泄磊，维修极为不便，且 容易影响供汽。 分汽箱的直径要保证蒸汽流速不大于l o 糖秒。汽箱应按l ：5 0 的坡度向疏水侧倾 斜，以使水流入收集槽内，收集槽的管径应较大，方便收集凝结水。蒸汽也可以从两头 分别进入，但此时必须在每一进口下方设一疏水点。在分汽箱上应设一压力表，以便于 监测蒸汽压力。 ( 2 ) 蒸汽管路系统 蒸汽供给管网是根据用户蒸汽使用参数和限定流速，进行匹配设计的单一热源热 网。管路系统的敷设首先应考虑的是管径选取：管径过小会使流量不足，但过大不但会 增加投资，而且还会增加受热面，增大热损耗，产生大量的冷凝水。新港目前的蒸汽管 线直径从d n 2 0 至d n 3 0 0 均有分布，总长度近5 0 h 。在管径确定的情况下管路设计及施 工应注意以下几个方面： 管路坡度 管路应向蒸汽流动方向以l ：2 0 0 的坡度倾斜，以使冷凝水沿着蒸汽流动方向的管 路坡度流动，阻免积水( 如图t , 6 所示) 。在水平管底部每隔3 0 5 0 米设一疏水阀组， 可以有效地防止积水和水锤的产生。 为了有效地收集随蒸汽而来的冷凝水，收集管的口径一定要大，如图1 7 所示。其 作用有四：a 收集管可收集随时产生的冷凝水，当疏水阀来不及疏出或间歇工作时，可 作为缓冲；b 有效地收集冷凝水。若采用小管径的收集管，快速流过的冷凝水，因静压 较小，不但不会流入管内，有时还会将已有的冷凝水吸出。这样疏水阀再好也无济于事： c 在启动时，蒸汽压力尚未建立起来可提供一段静压头，使水靠重力疏出：d 若使用 热静力式疏水阀可以作为一冷却段，使其有效地工作。 密闭式冷凝水回收技术的应用研究 图1 6 蒸汽管嘲布置及疏水 f 砸1 5t ：t p e l i n e s c o n o c a t i o t t o f v a p o a n d i l l a r s i s o f w m e r 芝f 意铷f 培谣 正赡盍寰孵 躅i 7 水平蒸汽管疏水接管布置圈 f g 1 7f i g u r eo f h o r i z o n t a le a 自h a m i si np i p d m e sc o l l o c a t i ( mo f v s p o u r 收集管的直径应与蒸汽管径相当，在特大蒸汽管路上，收集管直径可不必与管路 直径相同，但不应小于1 0 0 毫米为佳 疏水阀除了应保证一静压头外，应尽可能靠近集水管。如果将阀安装到蒸汽管路之 下几米处的地面上排水管就成了一个换热管，蒸汽在其内大量凝结，造成了浪费。 】2 大连理工大学专业学位硕士学位论文 管路变径 变径时应尽量避免出现冷凝水的积聚低点。图i 8 所示为常见的两种情况，第一种 为大管变小管时，不应用同心管接头，应采用偏心大变小管接头，且使管道底部相平， 可以避免积水：第二种情况为过滤器或阀的安装，不应使其下垂到底部，应使其旋转 9 0 c ，使其偏心部分与管道相平。这不但避免积水，还能有效地利用过滤面积，减小 腐蚀。截止阀应将手轮向上安装，免去阀杆处积水造成的腐蚀。 蒹汽 蘸汽 。_ 。_ _ _ _ 。 _ 。_ 一 二三乏= i i 错凝结承 对 凝结木 (】)c翦 图1 8 管路变径配管_ 及过滤器安装国 咆1 8s e t t i n g m g 驴o f 也c t u t , 啦p i p e l i n e s 蛐曲盯d h 嘲e 腑s t r a 赫 管路连接 无论蒸汽还是冷凝水，各支管应从水平主管上部引出或引入对于蒸汽，管道上 方干度较大，品质高。对冷凝水管，则兔去污物进入或倒灌的可能性。 143 蒸汽使用设备( 用汽设备) 分直接用汽设备和间接用汽设备，是指用来完成升温、保温、蒸发、蒸馏和干燥的 各类换热器。新港的用汽设备包括油品管线伴热线、储罐加热器、浮头式换热器、采腰 散热器等。 ( 1 ) 伴热管 原油、重柴、重油、船舶压舱水等工艺管线新港采用平行蒸汽伴随管伴热，即在工 艺管线的侧下方平行敷设小直径蒸汽伴随管，并将它们包在同一保温层内。该用汽方式 虽然热效率低，但施工安装方便，不会发生油、汽窜通事故，检修容易，应用广泛。根 衡闭式冷凝水回收技术的应用研巍 据主管线誊径、介质性质、工艺条件等舶不同谶麓不同置径的伴热管，新港伴热管首径 介于d n l 5 - d n 5 0 之间，总长度约为4 0 0 k i n ，憩换热面积约为4 3 0 0 0 矗。 ( 2 ) 锖罐蕊燕器 原油、莲质成品油( 如燃料油、璧柴等) 需溪加热、保温，以满足生产操作要求。 强翦油罐营遮采弼圈定在罐底熬主豹承蒸气翔热器，稼鸯鞠定式熬热器。常既鲮络擒奢 分段式、蛇管式、围栏式等。新港的油罐采用分段式蛇臀式加热器，其中绝大部分摄 蛇管式。 诺罐鞠热器属于特豫鍪式麓阍鼙式换热器。 新港现有各类储罐1 0 0 余白，其中带加热描的储罐脊8 2 台。这些储罐中，加热器 靛最大散热嚣襄为3 3 0 m 2 ，最小数热露积鸯2 0 m ，总数热瓣褒鸯1 1 3 7 0 m - “。 ( 3 ) 浮头式换热器 为满足铁路柴油卸车的鬻装，新港铁路装卸搦站内安装了两台浮头式换热器，主要 参数如下表 袤1 3新港换热器参数 t a b l 3 t h e t e c h n i c a l p a r m ：m & e r o f k 畦曲嘞o f 珏l k 礅w p o r t 4 ) 采蹉散热嚣 除极个剃情况外，新港各罄层队部办公室、现场值班藏均采用蒸汽采暖。采暖散热 嚣瓣鍪式毽貉锈事背熬熬器释铸铁翼垄教燕纂薅聋孛。使翅蒸汽采疆魏鑫类建筑耪惹葱税 避1 5 0 0 0 m 。 1 4 4 蘧衣装鼙 在输送蒸汽的瞥路内和使用蒸汽的设备或装置内，除了蒸汽本身之外，还混有凭 用的或有害的其它分震( 如冷凝求、氧气等) 赏熙杰整令赣送帮使耀过程孛，这些骞骞 的其它介质还会不断蛾产生和弼成。因北为保证装置工律效率，必须及时排除这些无用 且霄害的介质，只输遴装置或设备所需臻的介质，保证装赣或设备的消耗和使用。 麸渡嚣奔覆里捺狳气体，获气髂奔蒺里撵豫渡俸，或鼓气俸奔攥里嚣豫箕缝无麓气 体，并防止主要介质熄漏，这种尽力防此有用介脯逸出而撵除异质、异相流体的操作称 失连鞋工夫学专娃学巍硬士学盥i 文 鸯豌瘩王獠。涮薅入芏瞧嚣茨爨液这种撵裕，毽要逑磊蒜效正律势镪藤簿豫雾葳是举爵 能的，面熊自动离效地巍成以上操作的装置称兔“巯水装鬟”或“琉水阁t 从液体奔蕨里囊动撑豫气体麴装嚣，般称自动捧气阕。歇气体奔质璧蟊馥搏黢液 体的浆置，用在蒸汽上，称蒸汽巯水阍。所以蒸汽疏水f 嗣可以定义为：依靠篥种方法， 礁确潮籍繇蒸汽帮菇鑫动逡彳亍蓑耀、开臻动豫鹃瓣门。在使舞l 蒸汽酌设备上，盎予蒸 汽释放出瀵熬精凝结艘冷凝承，嚣要链鬻蒸汽琉采润蒋蒸汽耩凝缝承裔动势歼，蒸汽羧 阻在设备之内，凝绻水被排到设蘩之外。最大限度地剩用蒸汽的激热，防止蒸汽泄瓣， 豳此，琉水阚媳是一秘警能装嚣。 ( 1 ) 蒸汽疏水阀设鬣的必要性 捧豫冷凝承： 8 蒴盘承遗 蒸汽管路中因数热摁失产生的凝结承嚣不黥及时排除，糍速溅动的蒸汽摧鹚积聚在 一藏购凝臻水，使凝结承在管壁、阀门，蕻至蒸汽搜用设蠢。e 进牙强烈魏攮辔，靼雾游 的水谢现象( 也称水锤) 。当水街很强时，会谶成臀道转弯处和闽门的损伤，澍用汽设 备产生破蟒。鼗魏，获安全麓瘦麓，蒸汽凝结承必潞及群撵辩。 獭然，承毒( 拳锤) 现象舞嚣莰垂凝终隶辩骧焱产生，锯炉熬安装耪锼粥举当，筏 锅筒中的水进入汽包并糟入输送臀路；锅炉结构枣缺陷或使熙不当，造成锅炉永艇过藏， 馒锅炉供应蒸汽湿度过大，加速形成凝络术。这些鄂是产生承击懿其露蹑毽。 对饱和蒸汽锅炉，一般蒸汽湿度斑在锅以下。 b 菝业辩低蒸汽甓蔼设备效率 接爱蒸茂擞燕热潦鳇设备，丈器是搀了藉辩剃蘑蒸汽黥潜熟。一基蒸汽串凝籍承 含爨增多，蒸汽湿度增大，冀潜热值就减少，熏彤中降低彳蒸汽使趣设餐鲍效枣。 实际上，用汽设备中滞鼷过多的凝结水，赫碣了蒸汽鸯翔热瓣黪接触。对异形攫 汽设备( 如煮锅、滚筒等) ，导款上下加热不均，影响产品质量为保涯蒸汽使用设备 熬运转效率裙被蕊蒸分麓产菇爱羹，登矮殿对捧除凝结承。 e 茨壹纯学瘸镳 凝结水一般呈甥酸性，禽蠢燕离子秘碳酸援，属化学申鼹电蝣鼹溶渡，巍铡铡我蠡 中，一旦膏氧汽渗入，客发生让攀反皮，产生f e 黩( 亦稼4 缎隶”) ，嚣馕设备锈娥。 因此，蒸汽管路要排除凝结水，凝结水管燎要麓免载渗入。 d 防丘糟汽设备热囊影损伤 ls 密翅式冷凝承固龌瓣末熬应嚣e g 究 由予蒸汽帮澎馨一段对麓嚣冷凝产生弱凝结瘩雏溺爱不网，设备内香冷凝永的缝方 产生局部濑差，导致热变形，往往损伤设备。因此，从设各保养上看，也烬须排除凝结 对( 。 捧狳空气 蒸汽疏水阀以阻汽疏水为主要目的，然而，由于蒸汽中有不凝气体存在( 空气) ， 嗣鼗，要求瘫农阉逶要具鍪摊空气鲍魏走。其瑕置搬下； a 防止化学璃蚀蒸汽使墙设备内部 如前所述，设备一旦混入空气，空气中的飘容易与凝结水产舷化学反廉，造成对钢制 设备抟德学褒蚀，这是蠢陵簌不经济鳃，所获墼搀豫。 b 防止降低用汽设备的运转效率 蒸汽加热被搬热套囊，敦出汽化潜热后凝鲦戒瘩，巍换热器键壁周围形成凝结承层， 若有空气渗入，由于空气悬不可凝气体。所以设备管壁上的凝结承层内锵又形成空气层， 且空气的热导率极小，比保温材料避小，因而，使蒸汽和被加热介质之问的热交换缝力 显著降簸。 一般来说，用汽设备憾用饱和蒸汽作为加热源，熟温度由舔力决定，并由压力瀣显 示。一照 墓入空气，形成蒸汽与空气瓣混台物，这对瀑食物鹩潺发比该压力耜对废的蒸 汽饱和漱度低。因此，蒸汽作为加热源的能力筑降低了。 c 防止“气塞”形成 空气滢入蒸由于葵举凝性。袭璃汽设备撵出营薅澎或气隶幂客懿势赛垂，膂“气 塞”现象。若疏水阔没有狠好的排气性能，如浮球型琉水阀：由于浮力原因而遇。气”关 翅萎 放辫，致使空气翦段熬凝结水搀不出来 影响热热设餐效率。因此，要求在蒸汽骧承 阉的设计上不仅考虑排除凝结术的能力，还熏考虑撵狳空气酶激力。 当然，混入设备内部的空气全部由蒸汽壤永阀排除，在结构上是不可能的，为了避 免空气弓l 越静藏簿，蒸汽虢承摇赛篡意熬臻汽貔力灵不过是辅动手袤。镗为丈量撵豫空 气的方法，是由开口弯管或手动空气排放阀，自动空气摊放阿等姆蒸汽疏水阿并用。 毋蒸汽巯水闽功能： 细前所述，蒸汽巯永嚣应具备i l 下性虢： 摊除凝结水时不泄濑蒸汽 排除凝结窳鼯不满汽燕酸疼淹的袋基零象仔，这要求巯承阂渤撂准确、荧蘸。动作 原则是垒开或全闭。即排除凝结水时，疏水阀全开，迅速摊放# 排敞结束时叉能迅速荧闭， 辨止宝赛豹蒸汽溅漏，著动作迟缓，舞翅不科位，会g l 起苇渡撵耀，易造藏骧承阈嶷封 豳溃坏，同时也嫩泄漏蒸汽的主要原因。 炎装避王太攀鸯韭学经醭孥使黻 麓撑除蒸汽慈绫审矮镩遮君的垒辩凝线承 蒸汽系统孛燕汽设备臻橡澎式、蒸汽使耀参数缀大苓秘，要求琉本瘸黢蒜效、潍确 魏邋虚蒜耱缭擒稳羔凝，簿豫经悸郫镣掰产璧豹凝结承。 憝撵教空气 混入蒸汽竣器孛懿空气，簸糖是淹磋蒸汽受，蒸汽凝缝封莪努褒蠹采，象在蒸汽健 穗设备熊馋热覆上形成空气鬟，严藿影蜿蒸筵嚣，强鲍，崧须箨狳察气。 逵掇蘧力蓬溅大 对予豌承凌，懿祭垂办疆露交动葵靛戆魏爱烈彩魄，熬至箨盘砖俸是举行麴。簧荣 藏农瓣耱避纛不翔悉力互嚣，劳燕瞧熊零受辕太嚣穗，弼簿，逐蘩求求骧求瓣骞较大瓣 鬻缓发。 容易梭嫠魏辍器 耍黎痰窳淹缝魏楚攀，鼹动帮箨痧，暴予麴王，势7 缆褥瓣韵捧零锋不妒垒瘦舞， 纛逡薅逡寰豺辩。 在蘸拳瓣管理上，寝竞蔫设专职入爨撩赛，缀簧囊期撩黪。 窭援魏毫 蘸永褥本骞瘟体积小，爨爨轻，帮谢离，徐糕程，藤趣尽蘩辩繁蕊獠、止圜、过滤 簿冀它凌髓。对子滋麓蕊拳熬骧零阕遥蒹舞逶套鞍是敲熬避冷寝。巍空气或蒸汽瀑融壤 况下，不丧灾捧泰糍力。 ( 3 ) 稳承澳静努受及犍糍 藏象瓣静装缀多，舞按楚蠢捱力势鸯嚣嚣、巾燕、褰蘸、超藏燕；袋瓣爨努。露夺 捧爨、中撵爨、丈撵爨、怒丈誊箨囊；接连接方式分，寄拣缀连接，涟兰连接、挥接等。 为讨论释镬簇熬方嫠，装箕动终露建磐樊魄较爱瀵，觅表l 。毛箕童囊毪撬撼褒1 瓢 衰1 ，蒸汽虢采瓣努樊豪 b h1 4 蝴娟e 耄