浅谈集中供热余热系统冷凝水回收的问题

浅谈集中供热余热系统冷凝水回收的问题

以公司的能耗系统为例。1运行状态1.1热源:链条炉:蒸发量35t/h,2台产汽压力:2.0MPa在建35t/h废热炉1台,合成系统余热:一段余热:建有余热锅炉,产汽压力1.6MPa;二段余热:用于采暖循环水加热。锅炉运行状态:冬季运行:2台35t/h链条炉,1台35t/h废热炉,20t/h2台链条炉,20t/h1台夏季运行:停20t/h沸腾炉和链条炉各一台汽轮机:6000KW背压式汽轮机1台。1.2用热流程如下:1.3除氧器:热力除氧,利用低压蒸汽(0.5MPa)加热。1.5采暖:碱厂、合成氨、西村共三个换热站,主要利用二氧化碳余热,不足部分利用新鲜蒸汽补充。2主要恢复过程和问题2.1冷凝水系统设计不合理2.1.1工艺流程2.1.2主要问题:(1)冷凝水回收的汽液控制不合理:对回转炉型高压蒸汽的冷凝水回收,一般应先汽水分离(控制液位),其次进行扩容稳压(控制排放乏汽压力),保证蒸汽汽化潜热有效利用和不排放新鲜蒸汽。现系统有汽水分离,但无液位及压力控制。(2)冷凝水管径设计不合理:由于在冷凝水输送过程中属汽液两相状态,其管径设计没有考虑汽水混合造成的液体体积影响,造成管网汽塞而回水不畅。(3)冷凝水回收半径:冷凝水属背压回收,有一定的回收半径限制,用汽设备使用压力变化时,其背压也随之变化;当几台用汽设备共用一条回收管网时,最低用汽设备的背压就决定的冷凝水回收半径,就是说,冷凝水回收半径小于最低用汽设备的背压除以主管网的比摩阻(单位长度的管网阻力损失)。(4)冷凝水密闭回收:由于冷凝水汽化带走冷凝水热量的30%以上,且造成环境热污染,建议冷凝水密闭回收。2.2冷凝水系统设计不合理2.2.1工艺流程2.2.2主要问题:(1)冷凝水回收的汽液控制不合理:对回转炉型高压蒸汽的冷凝水回收,一般应先汽水分离(控制液位),其次进行扩容稳压(控制排放乏汽压力),保证蒸汽汽化潜热有效利用和不排放新鲜蒸汽。现系统有汽水分离,但无液位及压力控制。(2)冷凝水管径设计不合理:由于在冷凝水输送过程中属汽液两相状态,其管径设计没有考虑汽水混合造成的液体体积影响,造成管网汽塞而回水不畅。(3)冷凝水回收半径:冷凝水属背压回收,有一定的回收半径限制,用汽设备使用压力变化时,其背压也随之变化;当几台用汽设备共用一条回收管网时,最低用汽设备的背压就决定的冷凝水回收半径,就是说,冷凝水回收半径小于最低用汽设备的背压除以主管网的比摩阻(单位长度的管网阻力损失)。(4)冷凝水密闭回收:由于冷凝水汽化带走冷凝水热量的30%以上,且造成环境热污染,建议冷凝水密闭回收。2.3管网冷凝水回收不合理2.3.1工艺流程2.3.2主要问题:(1)不同压力的冷凝水应进不同压力的冷凝水回收管网:如氯化铵2.0MPa冷凝水和0.6MPa冷凝水,应分别进不同的汽-水分离器,否则,高压冷凝水进入汽-水分离器后汽化闪蒸,提高低压冷凝水回水压力,易导致低压冷凝水阻塞,造成回水不畅。(2)冷凝水回收的汽液控制不合理:对高压蒸汽的冷凝水回收,一般应先汽水分离(控制液位),其次进行扩容稳压(控制排放乏汽压力),保证蒸汽汽化潜热有效利用和不排放新鲜蒸汽。现系统有汽水分离,但无液位及压力控制。(3)冷凝水管径设计不合理:由于在冷凝水输送过程中属汽液两相状态,其管径设计没有考虑汽水混合造成的液体体积影响,造成管网汽塞而回水不畅。(4)冷凝水回收半径:冷凝水属背压回收,有一定的回收半径限制,用汽设备使用压力变化时,其背压也随之变化;当几台用汽设备共用一条回收管网时,最低用汽设备的背压就决定的冷凝水回收半径,就是说,冷凝水回收半径小于最低用汽设备的背压除以主管网的比摩阻(单位长度的管网阻力损失)。(5)冷凝水密闭回收:由于冷凝水汽化带走冷凝水热量的30%以上,且造成环境热污染,建议冷凝水密闭回收。2.4冷凝水系统设计不合理2.4.1工艺流程:2.4.2主要问题:(1)冷凝水回收的疏水控制不合理:为保证蒸汽汽化潜热有效利用和不排放新鲜蒸汽。现系统应加汽水分离控制(如疏水阀、汽水分离控制阀等)。(2)冷凝水管径设计不合理:由于在冷凝水输送过程中属汽液两相状态,其管径设计没有考虑汽水混合造成的液体体积影响,造成管网汽塞而回水不畅。(3)冷凝水回收半径:冷凝水属背压回收,有一定的回收半径限制,,当用汽设备使用压力变化时,其背压也随之变化;当几台用汽设备共用一条回收管网时,背压低于主管网压力的低压冷凝水无法共网回收。(4)冷凝水密闭回收:由于冷凝水汽化带走冷凝水热量的30%以上,且造成环境热污染,建议冷凝水密闭回收。2.5冷凝水的用量2.5.1冷凝水不回收:因冷凝水回收点距锅炉房太远,冷凝水不回收,全部排放。2.5.2冷凝水理论上是较好的蒸馏水,因用汽设备使用压力不同,在0.1至1.0MPa下,冷凝水含有蒸汽15.6%至27.9%的热值,最适合重新作为锅炉给水。2.5.3冷凝水应密闭回收:开式回收冷凝水,由于大于大气压的饱和冷凝水汽化,闪蒸汽带走冷凝水热量30%以上,且造成环境热污染,因此,冷凝水应密闭回收。3冷凝水回收通过对全厂的热资源按工序、品位、装置进行监测调查,发现存在着许多可回收的热能,具体有以下几部分:3.1进行热资源优化组合,最大限度的回收余热及利用余热资源替代生产蒸汽。如高品位余热发电、低品位余热考虑冬夏季节综合利用,冬季采暖,夏季制冷。3.2合成系统二段余热仅冬季用于采暖,夏季应找到热用户,如锅炉给水等。3.3改造现冷凝水回收系统,保证用汽设备疏水通畅,品位利用得当,具体建议如下:(1)煅烧工艺回收系统改造:增加汽-水分离器的压力控制、液位控制,进行冷凝水回水管网水力计算。校核冷凝水管径和允许阻力,确定回收半径,建立新的冷凝水回收泵站。(2)氯化铵回收系统改造:按用汽压力分设汽-水分离器,增加压力、液位控制系统,进行冷凝水回水管网水力计算,校核冷凝水管径和允许阻力,确定回收半径,建立新的冷凝水回收泵站。(3)脱硫、MDEA、塔式加热器:增加大排量疏水阀,进行冷凝水回水管网水力计算,确定回收半径,建立新的冷凝水回收泵站。(4)磷酸:增加用汽设备疏水阀管理,进行管网水力计算,确定回收半径,建立新的冷凝水回收泵站。(5)保温、伴热:回收这部分冷凝水,回收管网进入就近的回收装置。4收高温冷凝水效益激励4.1基础数据:锅炉效率:78%,蒸汽价格:110元/吨,燃煤价格:380元/吨,热值:5000Kcal/kg,软化水:1.5元/吨。运行时间:330天/年。4.2煅烧、重碱、氯化铵系统:(1)减少冷凝水回收系统间蒸汽跑、冒、滴、漏损失(20%)价值:M1=(18901.2+1484.9+1780.1+2430.2+748.6)×20%×110×12=669.1万元/年(2)回收高温冷凝水效益M2=(18901.2+1484.9+1780.1+2430.2+748.6)×(1-20%)×(120-20)×12÷(5000×78%)×380=237.1万元/年4.3磷铵系统:4.3.1减少冷凝水回收系统间蒸汽跑、冒、滴、漏损失(20%)价值:M3=(17848.8+584.6+312)×20%×110×12=494.9万元/年4.3.2回收高温冷凝水效益M4=(17848.8+584.6+312)×(1-20%)×(120-20)×12÷(5000×78%)×380=175.3万元/年4.4保温伴热系统(冷凝水量按蒸汽总量0.5记):4.4.1减少冷凝水回收系统间蒸汽跑、冒、滴、漏损失(20%)价值:M5=(22795+25345+18745.4+516)×0.5%×20%×110×12=8.9万元/年4.4.2回收高温冷凝水效益M6=(22795+25345+1