锅炉蒸汽节能方法与措施.ppt

锅炉蒸汽节能的方法与措施蒸汽节能的原理蒸汽的用途及使用特性蒸汽的基础知识1234蒸汽的用途及使用特性56蒸汽具有很高的传热系数，应用非常广泛7应用于集中供热、电厂的动力源、石化等生产工艺过程热源等用途蒸汽具有分配简单，输送方便，控制简单等特性，极具工业使用价值蒸汽具有很高的热容量，在分配管网中热量传递较为简单蒸汽化学性能稳定，对健康无危害在追求节能和环保的当今社会，蒸汽的有效利用及节能是迫切需要解决的问题作为蒸汽的来源，水是最常用也最常见的液体，资源非常丰富，价格便宜水达到沸点后转化为蒸汽所需要的热量，此时，温度没有变化，又称为汽化热。例如在大气压力1KG100的水转化为100的蒸汽所需要的热量为2257KJ蒸汽的显热蒸汽加热水到沸点，水汽化产生的气体蒸汽的潜热蒸汽的全热蒸汽的显热和潜热之和。1KG蒸汽在大气压力下的全热为（4192257）KJ2676KJ压力水加热到沸点所需要的热量。例如1KG水在大气压力下从0到100所需要的热量为419KJ单位为PAKGF/CM,及BAR蒸汽的基础知识图解蒸汽的显热需热量419KJ0，冷水1升（1KG）100，热水1升（1KG100100的蒸汽所有的水均变为蒸汽100，热水1升图解蒸汽的潜热及全热2257KJ419KJ2676KJ大气压力沸点大气压力饱和点由于水的显热过小可资利用的价值不大汽化热如表11所示，随着压力的降低，汽化热增大，所以我们利用蒸汽的原则是高压输送，低压使用，而且最好是利用饱和蒸汽。蒸汽的热值（焓值）是由水显热和汽化热（蒸发潜能）组成。我们最需要利用的是汽化热。（图12）饱和蒸汽的特性表11饱和蒸汽特性表表压/BAR温度/焓值/（KJ/KG蒸汽比体积/M/KG水显热HF汽化热HFG蒸汽HG0100419225726761673051124682226269410149112050622012707088121345622163272506033144605213327380461415264121082749037451596712086275703156165697206627630272表压/BAR温度/焓值/（KJ/KG蒸汽比体积/M/KG水显热HF汽化热HFG蒸汽HG7170721204827690248175743203127740215918076320152778019410184782200027820177111887991986278501631219281519732788015113195830196027900141注表格中的压力是表压。绝对压力等于表压加大气压力。350温300250200度/150100500表12蒸汽压力温度曲线压力/KGF（10N）过热蒸汽饱和蒸汽凝结水蒸汽压力和温度的关系过热蒸汽位于过热蒸汽位于饱和蒸汽曲线以饱和蒸汽曲线以上的蒸汽上的蒸汽饱和蒸汽饱和蒸汽位于饱和曲位于饱和曲线位置处的线位置处的蒸汽蒸汽干饱和蒸汽干饱和蒸汽饱和蒸汽中不饱和蒸汽中不含饱和水，此含饱和水，此蒸汽为干饱和蒸汽为干饱和蒸汽蒸汽在此曲线中，任何在此曲线中，任何压力下的蒸汽与水压力下的蒸汽与水均能共存，并进行均能共存，并进行快速的能量交换快速的能量交换从曲线图从曲线图12可以得出可以得出12345蒸汽压力和比体积的关系蒸汽的压力增加，比体积会减少，密度会增加。所以蒸汽输送的原则是高压输送，所以通常锅炉中产生的压力最少需要7KG在7KG时，将水变为蒸汽需要的热量比大气压力下需要的热量少，因为蒸汽压力上升导致蒸发焓下降蒸汽的密度远远小于水的密度。在大气压力下，水的密度为1000KG/CM，蒸汽为06KG/CM。蒸汽的流速也远远大于水的流速低压下比体积随压力变化非常大，而压力较高时，比体积变化比较小蒸汽比体积是指单位蒸发质量的蒸汽体积。是蒸汽密度的倒数1蒸汽锅炉的节能2提高蒸汽品质节能3蒸汽疏水节能4蒸汽泄漏防护节能5蒸汽计量节能6蒸汽换热节能7冷凝水回收节能蒸汽节能1可维持锅炉水的含盐量在最大的许可范围内，减少热损失及水处理费用2维持清洁无污染的锅炉3避免过高含盐量避免过高含盐量引发的各种问题引发的各种问题1蒸汽锅炉的节能使用自动排污系统降低排污量（图13，图14）节能特点0平均含盐量12时间/H24图13手动排污控制曲线最大允许含盐量锅炉水含盐量012时间/H图14自动排污控制曲线最大允许含盐量平均含盐量24锅炉水含盐量如果最大允许TDS3000PPM手动排污率自动排污率平均TDS2000PPM，锅炉给水TDS300PPM这样排污率为300/（2000300）176如果最大允许TDS3000PPM平均TDS2900PPM，锅炉给水TDS300PPM这样排污率为300/（2900300）115如何计算自动排污系统节能率节能率（176115）021128如在上例中，锅炉压力为1MPA，则通过自动排污可以节约能量各压力下的节能率锅炉压力在（KGF/CM每减少1的排污，可以节约的燃料7019100211702526028举例说明水在10KG时的显热为782KJ/KG水在05KG时的显热为468KJ/KG05KG时蒸汽的潜热为2226KJ/KG闪蒸率（782468）/2226141如何利用排污水中的能量回收利用闪蒸汽闪蒸罐实际上就是一台扩容器，提供了一个空间，使得蒸汽流速足够低以便热水和闪蒸蒸汽分离利用闪蒸汽最近的地方就是锅炉给水箱，可以使用闪蒸蒸汽提高给水箱的水温，达到节能的目的。可回收锅炉排污中50的能量用换热器回收能量剩余的排污水是宝贵的资源。可利用换热器加热给水箱的补给水。这个方法可将剩余的排污水的温度冷却到20同时由于排污水排放的温度不得高于42，也达到了环保的要求余热利用系统形式图补给水排放冷凝水除氧水箱闪蒸罐蒸汽排污阀除氧头换热器给水泵2提高蒸汽品质节能蒸汽中湿度过大带有水滴的危害N蒸汽中如果含有大量水滴会使管道腐蚀，并损坏（侵蚀阀座、阀芯）控制阀，使其损坏并失去作用N湿蒸汽中夹带的混合物在热交换表面形成积垢，降低用汽设备的总热交换效率N湿蒸汽中夹带过多的水将会造成疏水阀的超负荷运转N在蒸汽中的水滴会影响流量计测量流量的准确度如何提升蒸汽的品质1使用汽水分离器提升蒸汽品质可以在蒸汽管道上安装汽水分离器将湿蒸汽中的水分除去汽水分离器种类最普通的是旋风式，离心式和挡板式汽水分离器1旋风式汽水分离器和离心式汽水分离器当蒸汽速度为12M/S时，其去湿率可达98，而当速度是26M/S时则降至50，适用于流速较低的系统。2挡板式汽水分离器可在蒸汽流速从10M/S47MS的范围内，达到接近100的去湿率1231旋风式汽水分离器和离心式汽水分离器示意图2挡板式汽水分离器示意图122使用蒸汽末端使用蒸汽末端疏水排气站疏水排气站3使用蒸汽疏水站使用蒸汽疏水站提高换热效率及防止水锤可去除蒸汽主管空气及冷凝水可去除蒸汽管路中大部分水分可避免水锤发生3蒸汽疏水节能为什么需要蒸汽疏水阀排除空气疏水阀应在启动阶段排除加热空间中的空气热静力及浮球式排除空气性能较佳倒吊桶及热动力式排空气性能较差排除凝结水冷凝水一经产生需要尽快排除若排水不畅易造成管道及设备腐蚀及水锤提高系统热效率热静力式排放温度限制阀疏水阀为最佳选择，因为可以做到定温排放以尽可能低的温度排放凝结水。排放温度限制阀可在80冷态排水节约能源运行良好的疏水阀可保证蒸汽节能通常在一个系统的改造中，疏水阀的费用占710，而其对整个系统的节能效果达到40以上的贡献蒸汽疏水阀就是能将凝结水及空气排出蒸汽系统，却将蒸汽保留的一种自动装置123当蒸汽冷凝时，它会释放出汽化的能量（即蒸发潜热）而形成凝结水，而这种凝结水只含有饱和压力下水的能量（即显热能）为了确保蒸汽系统中维持最大的热传导效率，这部分凝结水必须排除系统之外蒸汽疏水阀的定义双金属式疏水阀膜盒式疏水阀浮球式疏水阀固定孔式疏水阀圆盘式疏水阀1感受温度的热静力式2感受比重的机械式3感受速度的热动力式倒吊桶式疏水阀蒸汽疏水阀的种类浮球式疏水阀优点排量大，是换热器等加热设备的理想选择不受压力波动的影响可自由排放空气缺点易冻，如在室外须加保温层须选择坚硬的浮球，否则易受水锤破坏图浮球式蒸汽疏水阀的工作过程1在起机阶段，热静力排空装置可排出空气，否则空气积聚在疏水阀内会引起气锁2当冷凝水到达疏水阀，浮球升起，阀门打开，热的冷凝水使排气阀关闭。冷凝水以饱和温度排出3当所有的冷凝水被排出后，蒸汽进入疏水阀。此时浮球下降，阀门关闭。阀芯总是低于水位的，以防直接蒸汽泄漏。介绍几种比较实用的疏水阀热动力式疏水阀图热动力蒸汽疏水阀的工作过程优点原理简单，部件少，价格低廉阀前无冷凝水缺点用二次蒸汽密封，能源效率低使用寿命短在寒冷条件下易失效1起机时，进口压力作用于碟片下部，顶起碟片，空气和较冷的冷凝水立即排出2当仅低于蒸汽温度的热冷凝水流经疏水阀时，压力降低产生闪蒸蒸汽。高速的闪蒸蒸汽在碟片下方产生一个低压区，使碟片靠近阀座3同时，集聚在碟片上方的闪蒸蒸汽也使碟片压紧阀座内环及外环4由于顶盖的散热，碟片上方的闪蒸蒸汽冷凝，压力下降，碟片再次升起，排出冷凝水。工作循环不断重复图热静力蒸汽疏水阀压力平衡式疏水阀的工作过程热静力式疏水阀优点排空气性能最好，可兼具蒸汽排气阀使用定温排放，能源效率最佳，是蒸汽节能主要使用产品体积较小可任意位置安装寒冷条件不易冻坏可依据工作压力变化自动调节排水温度具有防水锤功能过热条件亦可疏水缺点阀前有积水流量较小应用适用于蒸汽主管线、蒸汽伴热管网、仪表及小型加热设备的阻汽排水1起机时，密封囊是冷的，阀门完全打开，冷的空气和冷凝水由疏水阀排出2当冷凝水温度接近蒸汽饱和温度，填充液体蒸发，产生的压力作用于膜片上，克服压力，在蒸汽进入疏水阀前推动阀芯靠近阀座，关闭阀门3冷凝水冷却至低于或接近于蒸汽饱和温度的设定温度，密封囊中的压力下降，阀再次打开，排放出冷凝水倒吊桶式疏水阀优点结构简单，使用寿命长防水锤效果较好如在进口加装止回阀，可用于过热蒸汽。缺点排气孔小，排空气性能差，经常出现气堵现象压力波动易失去水封，造成蒸汽泄漏小负荷下，易微量泄漏蒸汽图2倒吊桶式蒸汽疏水阀的工作过程2蒸汽进入吊桶内，产生浮力使吊桶升起，阀门关闭3倒吊桶内部的蒸汽不断冷却并从排气孔中溢出，同时冷凝水进入倒吊桶，阀门再次打开，整个工作循环不断4倒吊桶内的排气孔不断将空气排出至疏水阀顶部，由于排气孔很小，排气比较缓慢，因此常会需要安装单独的排气阀1冷凝水到达疏水阀并在内部形成水封。倒吊桶自身的重量使阀门打开，冷凝水便沿着倒吊桶排出蒸汽疏水阀的3种工作状态运行正常，无泄漏及积水疏水阀部分或完全常开，导致蒸汽泄漏，造成能源浪费疏水阀堵塞或常闭，造成设备积水，无法正常工作疏水阀泄漏产生的问题蒸汽浪费等于能源浪费无法维持恒定的压力和温度影响正常疏水阀的工作蒸汽疏水阀泄漏的危害举例说明疏水阀泄漏的费用一个75MM的小孔，在06MPA下泄漏蒸汽每小时会泄漏110KG如果每年工作8400H浪费70000L/年的燃料油4蒸汽泄漏防护节能3从管道系统的连接处泄漏蒸汽2从填料式截止阀泄漏蒸汽1从疏水阀泄漏蒸汽蒸汽泄漏三个途径疏水阀密封被破坏疏水阀密封面被杂质堵塞截止阀填料易磨损如不及时更换填料，则易泄漏蒸汽因焊缝腐蚀引发漏气因法兰密封垫不严泄漏蒸汽波纹管截止阀和填料式截止阀的比较填料式截止阀波纹管截止阀因需压紧密封盖，故操作困难填料密封处易泄漏填料密封处易抽丝损坏由波纹管为密封材料可防止流体从阀杆处泄漏零泄漏，免维护，节约能源和运行成本，并操作轻松选择单波纹管和双波纹管截止阀更好的起到蒸汽泄漏防护12选择单波纹管截止阀适用于开关只能在全关或全开状态下应用在下述位置和某些特定条件下使用双波纹管截止阀分汽缸除氧头冷凝水泵和疏水阀泵的下游蒸汽分配管双波纹管截止阀如何计算从填料式截止阀泄漏蒸汽损失相当燃油5000L每年泄漏57600KG每年运行7200H泄漏率8KG/H截止阀DN150泄漏通道0025MM蒸汽压力13MPA5蒸汽计量节能1234提高设备及能源效率实现成本计量及监控蒸汽流量计本身并不能节约能源可通过有效的计量、监测和合理的能源分配利用，蒸汽流量计可节约520的能耗蒸汽计量的用途蒸汽计量节能的意义1234通过监测设备性能和实际工作情况，减少蒸汽的使用量，使设备运行在最佳效率根据监测结果，提供有效的能源节约方案以减少蒸汽的消耗通过对使用蒸汽的计量和成本核算，采取措施提高整个设备的能源使用效率监测蒸汽使用情况，减少废气、废水、废料的排放以提高设备效率，也保护环境。节能计算一个企业，拥有一台10T/H蒸发量的燃油锅炉按每天24H，每年330天，蒸汽成本150/T计总能耗102433015011880000元按10的节约11880000101188万元如何有效利用蒸汽计量节能可以得到蒸汽使用准确有效的控制信息，知道蒸汽用在什么地方可比较库区蒸汽使用的效率及锅炉有否达到额定燃烧监测峰值使用改进节能方案2134蒸汽流量计安装考虑的因素空气、水锤和水垢等都会影响流量计测量结果的准确性，在某些情况下，甚至还会破坏流量计1考虑汽水分离器如果在分离器地底部一个蒸汽疏水阀就能使水快速的排出分离器。水锤会使流量计发生永久性的损害，而汽水分离器能够防止产生这种现象。2考虑排空气阀如果空气和其他不凝性气体和蒸汽一起被计量，则蒸汽流量计显示的数字不能反应实际的蒸汽使用量。3考虑蒸汽过滤器污垢和水垢等会沉积在流量计的表面或导致流量计损坏。4考虑止回阀倒流的液体会对蒸汽流量计造成影响，为阻止液体倒流，在流量计管道之后必须安装止回阀。6蒸汽换热节能蒸汽的换热通过汽水换热器来完成汽水换热器定义汽水换热器指能将温度不同的蒸汽和水两种液体相互交换能量的设备汽水换热器的分类按贮存容积分容积式、半容积式、半即热式、快递式按工作原理分间壁式、混合式按换热管的多少分单管束、双管束、多管束按换热器的形式分列管式、固定U形管式和浮动盘管式按换热器放置分卧式和立式按换热器构造分管壳式、板式、螺旋板式汽水换热器的性能评价及适用条件性能容积式换热器适用于热水量大，且用水不均匀的建筑物使用半容积式换热器，温控设备必须可靠，最好为汽水伴热半即热式换热器容积小，无贮存容积快