蒸汽系统节能技术交流2011

蒸汽系统节能技术交流,阿姆斯壮机械（中国）有限公司,一、蒸汽系统基本知识 系统组成及蒸汽特性二、国内蒸汽系统现状及问题国内蒸汽系统存在的问题三、蒸汽系统节能智能解决方案 阿姆斯壮提供的解决方案四、成功案例介绍,蒸汽系统节能技术交流主要内容,蒸汽系统基本知识,蒸汽系统组成,一般蒸汽系统包括蒸汽产生系统蒸汽输送系统蒸汽使用系统凝结水回收系统凝结水利用及处理系统,蒸汽系统组成图,蒸汽系统组成图,蒸汽系统热效率,蒸汽系统总效率： h系统 = h锅炉 h管网 h用汽设备 + 凝结水回收 + 二次蒸汽或废蒸汽回收 - 系统排污（热水或蒸汽）,一流能效蒸汽系统指标,一流能效蒸汽系统指标系统热效率 60% 锅炉效率 80% 疏水阀完好率 95%凝结水回收率 80%系统基本平衡 蒸汽、水和热量蒸汽系统的专业维护,国内蒸汽系统现状及问题,国内蒸汽系统现状,蒸汽供热系统主体 工业锅炉系统在用工业锅炉总量 35万台耗煤量 3.1亿吨/年（不包括热电厂）热能利用效率30% （相当于国际先进水平的 1/2）节能潜力 8000万吨标煤/年 （相当于蒸汽系统全年总能耗的 1/4）,国内蒸汽用户普遍存在的问题,蒸汽系统不平衡二次蒸汽、余热利用率低蒸汽泄漏、对空直排凝结水回收率低关键节能产品质量差、寿命短,低压蒸汽排空,蒸汽疏水阀泄漏直通,凝结水直排,蒸汽系统节能智能解决方案,蒸汽系统节能智能解决方案,蒸汽系统平衡优化节能 蒸汽疏水系统节能凝结水回收系统节能凝结水利用及处理系统节能,蒸汽系统平衡优化节能,蒸汽系统平衡优化节能,不平衡的原因整体规划缺乏科学性和前瞻性蒸汽梯级设置和选用不合理蒸汽对空直排或严重泄漏凝结水回收率不高，或未做为锅炉给水使用疏水设备失效导致不同梯级蒸汽互串计量系统不完善，数据信息缺失水不平衡导致蒸汽不平衡,蒸汽系统平衡优化节能方案,1、不平衡要素的解决蒸汽量过剩寻找用户，发电、制冷等蒸汽量不足增加产汽量，减少耗汽量2、能量的优化利用减温减压器、排污水、放空蒸汽、凝结水排放、疏水阀设置3、蒸汽系统的改进,蒸汽排放,高压锅炉,中压锅炉,减压阀,减压阀,中压蒸汽用户,低压蒸汽用户,除氧器,凝结水,凝结水排放,散热损失,蒸汽泄漏,闪蒸汽,机械能量损失,凝结水排放,高压蒸汽管网,中压蒸汽管网,低压蒸汽管网,机械能量损失,除氧器,蒸汽系统优化改造前系统图,高压锅炉,中压锅炉,减压阀,减压阀,汽轮机,除氧器,闪蒸汽,凝结水,凝结水,高压蒸汽管网,中压蒸汽管网,低压蒸汽管网,中压蒸汽用户,低压蒸汽用户,凝结水泵,蒸汽系统优化改造后系统图,蒸汽系统余热利用,改造前,改造后,改造前,改造后,蒸汽系统余热利用,蒸汽疏水系统节能,疏水系统的重要性 疏水系统的作用疏水不当的危害排空气的必要性保证凝结水的合理回收,蒸汽疏水系统节能主要内容,疏水系统的重要性疏水环节是汽、水分界点也是压力分界点 是整个系统诊断和优化改造的首要环节 是关系整个系统 “提高蒸汽热能利用效率，有效回收凝结水” 的至关重要的环节,蒸汽疏水系统的重要性,蒸汽疏水系统的作用,疏水系统的作用自动阻汽及时连续排水排空气和其它不凝性气体,设备及管道水击,疏水不当引起的危害水击,H2O + CO2 = H2CO3（碳酸）,碳酸 = 高维修！,设备及管道腐蚀,疏水不当引起的危害腐蚀,疏水不当引起的危害蒸汽损失,阻止蒸汽泄漏可节约蒸汽10% - 25%!,蒸汽泄漏损失表,保证设备安全运行提高设备换热效率延长设备使用寿命提高加热速度减少加热时间,疏水排气的必要性,凝结水回收的问题疏水系统的适应性问题蒸汽系统排空气的必要性疏水阀是疏水系统的关键环节,疏水系统设计中应考虑的问题,国标规定（GB/T12712）： “在蒸汽供热系统中，用汽设备产生的凝结水 在技术上可行经济合理的前提下，必须回收。” GB/T 12712 第5.3款凝结水回收是提高蒸汽系统效率的重要环节!,保证凝结水的合理回收,国标规定：疏水阀耐背压能力机械式： 阀后最高背压80%阀前最高压力热动力式：阀后最高背压50%阀前最高压力热静力式：阀后最高背压30%阀前最高压力国家标准GB/T12712,由于考虑凝结水回收对疏水阀耐背压性能的较高要求 热动力式和热静力式疏水阀均不适用。,疏水阀耐背压性能要求,蒸汽疏水阀完好率国家标准,供热系统凝结水回收及蒸汽疏水阀技术管理要求 GB/T12712合格:蒸汽疏水阀完好率90%优秀:蒸汽疏水阀完好率95% 完好率=配备率x合格率,蒸汽疏水阀主要型式,机械式（密度差）倒置桶型 / 浮球型（杠杆、自由式）/ 自由半浮球型热静力式（温度差） 压力平衡式波纹管、膜盒 固体膨胀式双金属片型 液体膨胀式恒温疏水阀热动力式（速度差） 圆盘 / 脉冲型 / 迂回型（迷宫式）,常见蒸汽疏水阀,阿姆斯壮蒸汽疏水阀性能参数,蒸汽疏水阀选型,系统特征的确认用途 1. 输汽管线 (主管、分汽缸、支管) 2. 伴热线 3. 用汽设备参数的确定 1. 压力 (最高工作压力、工作压差) 2. 温度 (是否过热)3. 排量 (凝结水量计算、安全系数) 4. 连接口径和连接方式工作的环境，如冰冻、水击等型式和型号的选择,疏水阀的安装应用,安装位置 (ABC原则)配套附件：阀门、过滤器、止回阀等典型安装旁通阀管路布置与集水管尺寸单元疏水与成组疏水提升后疏水(虹吸排水)与背压提升防冻措施,蒸汽疏水阀典型安装图,集中一体化TVS疏水阀站,蒸汽凝结水回收系统节能,蒸汽凝结水回收系统节能主要内容,凝结水回收系统的作用凝结水回收的意义凝结水回收的国家标准凝结水回收方式凝结水回收应考虑的问题,凝结水回收系统的作用,“承上启下”的环节 进行取热和精处理 并最终作为锅炉给水送交锅炉使用,减少酸、碱及其它化工原材料耗量 节约水资源 节约能源减少除氧器的蒸汽耗量 减少环境污染减少水处理再生的污水排放量减少锅炉烟尘、CO2、NOx的排放量减少热水排放给环境带来的热污染,凝结水回收的意义,凝结水的直接价值 = 除盐水或软化水价值 + 热值+ 排污费- 水处理成本,凝结水的价值,除盐水的价值除盐水价值约为610元/吨包括 新鲜水价值1.21.4吨/吨除盐水 酸碱及其它化工原材料费用 电的费用 再生污水处理的费用,除盐水价值,热值及排污费,热值折合成低压蒸汽价值约为蒸汽价格的10%,排污费13元/吨,凝结水价值计算,回收50吨/小时凝结水年运行8000小时年回收利用效益为：80005018 = 720万元/年,凝结水的直接价值610010%3118元/吨,凝结水回收的国家标准,凝结水回收率每提高10%，系统热效率则提高1.5%国标规定：凝结水回收合格率不得小于60%,凝结水回收率=,年回收的合格凝结水量,年间接加热产生的可被回收的凝结水量,100%,凝结水回收率的评定标准,国标GB/T12712：,凝结水回收应考虑的问题,回收方式,1）水平衡2）热量平衡3）压力平衡4）经济合理性问题5）凝结水被污染问题6）凝结水利用问题 高质低用,开式&闭式凝结水回收问题,若P2P0，则为闭式回收（差值大，程度高）当P2= P0时，则为开式系统回收利用点及回水压力决定开式&闭式,加热设备,回水点,疏水阀,大气压,常用凝结水回收方式：重力回水余压回水（背压回水）加压回水 结合,凝结水回收方式,以疏水阀余压（耐背压）为动力，将凝结水及闪蒸汽输送到指定回水点。适用于加热蒸汽压力比较高、回水背压不太高的各种加热设备，对于疏水阀的性能及完好率要求非常高。 特点：不仅回收利用了凝结水的价值，而且二次闪蒸汽也得到了充分利用，但对疏水阀的性能、完好率及回水管道的设计要求较严格。,凝结水回收方式余压回水,凝结水回收方式加压回水,利用汽（气）/电动凝结水加压泵，将凝结水加压输送。适用于凝结水余压、温度都较低且凝结水较分散的场合。如：炼油厂各种罐区凝结水和伴热线凝结水等。 特点：系统运行稳定、可靠。汽（气）动加压泵具有无气蚀、防爆性能好、无需配电、维护量小等特点。,汽(气)动凝结水泵,机械型原理气动回收凝结水非电动方式减少维护维修有效利用能源,汽（气）动凝结水回收泵,汽（气）动凝结水泵运行演示,阿姆斯壮气动凝结水泵参数,PT-100系列，排水量1101000kg/hPT-200系列，排水量5001600kg/hPT-3500系列，排水量20006500kg/hPT-300系列，排水量20007500kg/hPT-500系列，排水量1033t/h,PT-516型大排量凝结水泵,泵体材质：碳钢内件材质：不锈钢单泵排水能力：1033 t/h最高操作压力：10 bar最大背压：5.6 bar免维护强力Inconel合金弹簧系统简单，投资省,开口式集水罐为混合回收不同压力的凝结水提供了解决办法，并增大了排量可提供配有一个集水罐及一台泵，两台泵或多台泵的凝结水回收装置。安装简便、快捷,凝结水回收装置成套机组,凝结水泵开式回收系统的应用,用于多路凝结水的集中回收,凝结水泵开式回收系统的特点,优点: 应用范围广 可对多台设备排水 可使用空气或蒸汽作为动力气 原理简单，操作容易 受用汽设备的影响较小 有故障便于判断缺点: 失去了部分闪蒸汽,完全滞速下的闭式泵回收系统,进汽压力低于背压的闭式回收系统,不完全滞速下的闭式泵回收系统,进汽压力波动的闭式回收系统,凝结水泵闭式回收系统的特点,优点: 无闪蒸汽浪费 回水温度更高 电泵难以实现缺点: 专用于单台设备排水 不能使用空气做动力 设备标准、稳定性及管理要求高,电动凝结水回收系统简介,采用电动离心泵加压回收利用凝结水优点: 适用范围广,可以直接作锅炉补充水缺点：结构复杂，维修工作量大，汽蚀问题适用场合：低温凝结水流量大,阿姆斯壮电泵机组配置,主要包括：凝结水罐：碳钢0.4MPa/150电动离心泵：格兰富CR/NBG型，低汽蚀余量自动控制系统：压力/温度/液位变频控制配套支架阀门附件,阿姆斯壮电泵机组特点,安全高效采用低汽蚀余量电泵及一定注水压头，消除了电泵汽蚀问题节能环保通过对高温凝结水闭式回收利用，可节省燃料，减少二氧化碳、二氧化硫、烟尘等有害物的排放，减少环境污染自动化程度高具有自动控制启闭、自动报警、双泵自动切换等功能，形成多种功能融为一体的自动化管理装置，运行安全可靠,阿姆斯壮电泵机组参数,阿姆斯壮电泵机组效果图,凝结水精处理系统节能技术,凝结水处理节能主要内容,凝结水污染的原因凝结水污染的危害凝结水处理标准凝结水处理技术,凝结水污染的原因及种类,凝结水污染原因加热设备泄漏设备管道腐蚀蒸汽携带及污染凝结水污染物种类工艺介质：油、有机物等腐蚀产物：Fe2O3、Fe3O4离子类：Ca2+、Mg2+、SiO22-等,凝结水污染的问题,不满足用水质量标准，无法利用作为锅炉补给水的危害热力设备结垢锅炉受热面结焦，受热面损坏锅炉传热系数降低，浪费能源汽、水共腾，影响蒸汽品质,锅炉给水质量国家标准,低压锅炉给水水质标准GB1576-2001（锅外水处理）,中压锅炉给水水质标准GB/T12145-1999,凝结水精处理系统,处理原理 凝结水处理工艺 技术指标 技术特点,复合双层膜凝结水精处理系统原理,原 理利用滤料的架桥原理，将粉状的过滤介质覆盖在一种特制的多孔管件（滤元）上，形成一个覆盖层，通过覆盖层及滤元微孔对水中的杂质进行去除过滤介质具有化学稳定性好，质地均匀，极细微孔，吸附能力强等特点,凝结水精处理系统工艺路线,关键技术为：凝结水除油除铁 Key Technology: Oil and Fe Removal from Condensate Water,凝结水罐,隔油罐,除氧器,复合膜凝结水除油除铁系统,换热器,除盐设备,电导超标,电导合格,除盐水箱,锅 炉,换热,复合膜过滤器结构示意图,凝结水除油除铁的核心设备罐体及内部滤元全部选用不锈钢材料，采用全进口设备加工而成罐体上配备窥视孔，方便操作及观测,复合膜过滤器内件不锈钢滤元,复合膜过滤器运行效果图,复合膜过滤器爆膜图,凝结水精处理系统技术指标,复合膜多功能 Multifunction 具有一次去除凝结水中油、铁、等污染物，降低COD含量的功能处理后凝结水达标 High Standard用于中压锅炉：油1 ppm, 铁50 ppb用于高压锅炉：油0.3 ppm，铁30 ppb运行周期长 Long Working Period510天/周期（依来水水质情况）运行成本低 Low Cost 0.20.3元/吨（含水、电、压缩风、滤料等所有费用）耐高温 High Working Temperature120（超过100 须按压力容器制造、监管）,凝结水精处理系统特点,强大的安全保护功能 Powerful Protective Function 油、铁在线监控系统，用于保证过滤效果，保护工艺步序连续运行流量保护系统，保护滤膜均匀，稳定差压保护系统，保护设备安全，保证运行效果技术成熟 Ready and Mature Technologies for Application人性化设计，运行稳定性好，安全可靠，污染物去处效果显著采用国外先进工艺，结合近十年实践经验，优化技术路线，保证出水品质自动化程度高 More Powerful and Automated Means 先进的电气仪表配置，优化的自动控制程序设计全自动操作，在上位机即可完成全部设备操作和流程控制占地面积小 Less Space Needed 设备集成度高，功能配备完整，节约占地面积,凝结水精处理系统组成,在线监测及保护配备 For Protection and Inspection 油在线监测系统 Oil-in-water Online Monitoring System 流量保护系统 Flux Protection System 差压保护系统 Pressure Gradient Protection System 工艺运行配备 For Processing Application 铺膜系统 Pre-coating System 爆膜系统 Dismantling System可选系统配备 Options 铁在线监测系统 Online Monitoring System for Ferric Oxides 电导率在线监测系统 Conductance Online Monitoring System PH值在线监测系统 Online Monitoring System for pH 硅在线监测系统 Online Monitoring System for SiO32- COD在线监测系统 Online Monitoring System for COD,复合膜凝结水除油除铁系统示意图,蒸汽凝结水系统改造项目成功案例,成功案例中国