300mw机组凝结水回收系统投运经济性分析

300MW机组凝结水回收系统投运经济性分析

针对本工程技术方案的详细描述DB-NHQ-X系列凝结水回收器说明一、概述 DB-NHQ-X系列高温凝结水回收器水是鼎宝电力在学习美国Armstrong（阿姆斯特壮简称AMST）工业公司技术基础上及消化吸收国营九O二厂凝结水回收系统的生产经验，遵循节能减排的国家政策要求与暖通产品的国家标准而研制生产的新一代凝结水回收装置，该产品是第一批国家鼓励发展的节能节水产品。从技术和配置上说，该设备是我国乃至全球最先进的凝结水回收装置之一,它不但具有一流的硬件技术和先进完善的制造工艺，而且配有全球最可靠，最先进的控制系统。二、解决问题①热能回收充分传统的开式回收时，排放的大量二次汽必然消耗相应量的凝结水，在浪费大量汽化潜热的同时，这部分热水还要带走相当量的潜热。闭式凝结水回收所得的高温凝结水压力接近用汽设备的蒸汽压力，在相应的沸点下凝结水的焓值较高，而常压下相应沸点时水的焓值较低。闭式回收不会因为压力的下降引起焓值变化，产生大量二次汽。同时避免了因疏水阀泄漏所造成的新蒸汽损失（国标疏水阀允许3%的泄漏），故回收热效率较高。②水资源回收充分开式回收将产生大量二次汽，必然消耗相应量的凝结水，所以闭式回收方式回收的水量更多一些。同时在北方地区避免了冬季的大量蒸汽外冒所形成的不美观并污染环境的现象，避免了厂房被蒸汽腐蚀，墙壁剥落。③回收热能的品质高由于闭式回收系统运行压力高，回收的凝结水温度高，输送到热力除氧器后可以节省大量用于加热的蒸汽。甚至可以实现热力除氧器的蒸汽零消耗。④改善水泵的运行条件闭式回收器为带压操作，这个压力作用到泵的进口可以有效避免水泵的汽蚀，同时这个压力还可以转化为泵的有效扬程，减小泵的功率消耗。在罐体内加装了汽蚀消除装置，从而最大限度的消除了汽蚀的可能性。⑤有利于提高回收凝结水的质量闭式回收系统与外界隔绝，可以避免杂质的进入；也可以避免因O2，SO2，NO等有害气体进入引起系统的腐蚀。⑥有利于稳定用汽设备的操作开式回收装置当疏水器动作时容易引起用汽设备内蒸汽的压力波动和流速变化，这是造成换热设备内漏的因素之一，甚至形成吸射效应而引起不同介质间的传质。而闭式回收系统可以有效地避免这种情况发生。⑦机电一体操作方便，有利于环保工作，有利于清洁文明和无泄漏工作。三．工作原理工作过程：在系统运行时，凝结水从用热设备中排出，经疏水阀进入凝结水回收器。凝结水回收器由闪蒸缸、除污器、冷凝水快排装置、压力平衡装置、汽蚀消除器、蓄水箱、汽蚀消除器、蓄水箱、液位显示调节装置等组成。当高温凝结水进闪缸后，在缸内进行汽水分离，冷凝水通过快排装置流入蓄水箱，产生的二次汽通过引射装置送进冷凝水泵出水管道，使闪蒸汽仍以密闭回收，闪蒸缸内由于汽体和液体不断被排除，使缸内的压力永远保持低于用热设备冷凝水排出口的压力。保证回水背压即使在较低的情况下也能顺畅地进入。为让凝结水流入蓄水箱，在回收器内设置了压力平衡装置。通常情况下，其工作压力设置在0.1MPa以下，而在实际选用时可根据回水背压的高低选择相对应的回收器内工作压力。使箱内永远保持密闭，不通大气。

蓄水箱内汽、液两相流体，在压力平衡装置调节下，使液面上形成一定的压力，再通过汽蚀消除器，改变水泵汽蚀发生的条件，保证整个回水在密闭工况条件下运行，凝结水泵不发生汽蚀。四.DB-NHQ-X系列凝结水回收器组成部件概述=1\*ROMANI除污器1.除污器滤芯为激光打孔网,其网板材质为1Cr18Ni9Ti。由于采用激光打孔，所以网孔精度及均匀性呈现出非常规则的特点；激光网板的优质材料保证了大强度高冲击的水流下稳定工作的性能,同时耐腐蚀性也非常出色。微孔直径最小可达0.1mm,但考虑水阻因素,一般推荐为0.3mm～0.7mm。2.通流比较大。通流比指过滤器进口管径面积与内部滤芯过流面积之比,一般推荐为1:4,如部分水中杂质较多,流通条件较差的可适当增加。3.除污器全部有各单独零件组成,各零件可单独拆装更换,使其维修方便。4.除污器连接形式为法兰连接,直接安装于凝结水罐内的进水管道上。=2\*ROMANII汽水分离器1.

技术特性：DB-FLQ系列汽水分离器为压力容器结构碳钢或不锈钢设备，接口型式是法兰结构

。汽水分离器安装于水平管线上，排水口垂直向下，所有口径的汽水离器均带安装支架，可减小管道承载。

2.工作原理是：为使蒸汽或压缩空气在流动中突然改变方向,将蒸汽或压缩空气中含有的水滴分离出来,减少蒸汽或压缩空气中的含水量。分离出的水滴集聚在分离器下面,通过另配的疏水阀排出。汽水分离器能保证用汽设备所用蒸汽或空中的干燥性，提高用汽设备的工作效率，延长设备的使用寿命。

3.

产品特点：1、根据汽压、水压变化可自动调节进汽量，克服了振动、噪音等缺陷。2、利用蒸汽升温的同时，可实现增压，大大减小水泵电机功率，达到节能的目的。3、节能、热效率高。蒸汽得以充分利用，与传统换热系统相比，热效率达100%，节约蒸汽20%以上。4、寿命长，免维护，寿命可长达十五年。4.结构组成：该汽水分离器包括分离筒和套在分离筒外的套筒，套筒底端设有疏水限流环，分离筒内的中心柱上设有双斜叶片，分离筒的上方设有出汽筒，出汽筒的上方设有分流罩，该汽水分离器提高了汽水分离器的临界进口蒸汽流速和分离效率，均匀蒸汽分布。=3\*Arabic3高温凝结水泵

我公司采用的凝结水泵是大通道的无阻碍式的卧式离心热水泵。1.组成特性a.IRSW型卧式离心泵最大幅度缩小了泵的占地面积和占用空间，节约建设投资60%以上，能满足用户各种狭小合的使用，完美的设计，安装使用更方便；b.泵轴的绝对同心度及叶轮极好的动静平衡，保证了运行时无振动、低噪音；c.采用碳化钨、不锈钢等材料制成的封闭式机械密封，正常使用寿命达8000小时以上，泵体过流部分壁厚加厚，能保证静压高的循环系统正常使用。按国际标准ISO2858设计制造，性能完全符合国家JB/T53058-93标准。d.ISWR型卧式离心泵泵输送介质温度可达到160℃；流量范围从1.1m3/h～1200m3/h；扬程8m～125m，吸程5～2.工作条件

ISWR型电机0.75KW以上泵系统最高工作压力为1.6MPa，0.75KW以下系统最高工作压力为0.8MPa；使用介质为清水或物理、化学性质类似的液体。介质温度为-15℃+100℃。

3.结构说明

a、电动机：直接与水泵联接传送动力，采用名牌电机。

b、泵轴：与电机加长轴，确保了轴的同心，使泵运行平稳、无噪音和振动现象，采用镀铬处理，增强了使用寿命。

c、挡水圈：防止因密封漏水而使电机进水。

d、机械密封：采用不锈钢、碳化钨、氟橡胶等材料制成。平衡式耐高温、高压机械密封、运行寿命长、不渗漏、对轴无磨损、不积水垢、保证工作环境的整洁。

e、泵体：压出室和吸入室采用优秀水力模型设计而成，设有安装底脚，便于安装和运行稳固。

f=4\*ROMANIV液位测量装置凝结水回收器罐体内液位测量采用的是远传型定向磁性翻板液位计远传型定向磁性翻板液位计，1.概述：UFYZ型侧装远传型磁性翻板液位计是应用户需要将液位信号传送到控制中心而开发的又一种液位计，它既有翻板液位计现场指示直观之优点，又有UIZ内装型液位计能将液位信号远传至室内便于集中指示和控制的特点。2.材质：远传型定向磁性翻板液位计其主体材质为不锈钢；3.工作原理：本体外的翻板箱及变送器受本体内浮子（具有定向磁性源，按不同介质和压力针对研制）的作用促使翻板翻动并显示红白颜色，并随浮子的移动指示不同的液面高度，同时液位变送器将液位信号传送至控制中心进行液位指示和控制，也可通过计算机进行集中监控。4.主要技术指标1、量程范围(mm)：300～190002、介质密度(g/cm3)：0.5～23、工作温度(℃)：-40～3504、压力等级(MPa)：≤325、测量精度(mm)：≤±106、远传距离(m)：1000=5\*ROMANV凝结水回收器罐体制造工艺说明1.组成：由筒体、封头、内置装置等组成；2.材质：Q235A碳钢，钢板厚度为δ=10MM3.联接型式：筒体与封头焊接；4.工艺开孔的位置：筒体底部有出水孔及排污孔，筒体内有除污器、汽水分离器、防汽蚀保护、快排装置；封头上部有安全阀、调压器、测温、测压等工艺管孔；筒体上有进水口、测液位接管孔，同时开有人孔；5.焊接工艺：焊接接头形式对接接头，焊接坡口为V形坡口，焊接结构为带补强圈的插入式接管焊接结构，罐体内外各进行了一道焊接，并进行了无损探伤。6.防腐处理工艺：罐体经脱脂去油处理后进行酸洗除锈处理，中和缓冲后又进行了喷砂处理，最后对罐体内外刷两道环氧树脂。7.美观处理：油漆烘漆，一般推荐颜色为孔雀蓝。（也可有需方确定）=6\*ROMANVIPLC控制柜概述：本电气控制电柜采用西门子PLC可编程控制器全自动控制。泵的启停有自动和手动两种方式。选择手动时，泵的启停用手动旋钮实现：主旋钮指向右侧，泵旋钮旋向右侧泵启，旋向中间泵停。但当液位低于AL时，手动不起作用。选择自动时有液位控制：主旋钮指向左侧，工作泵旋钮指向左侧，备用泵旋钮指向右侧。两台泵自动启停，自动切换，液位过高、过低和电器故障，声光报警。主旋钮指向中间，手动和自动都不起作用。制造特性：a、柜体的扳金制作首先是保护箱体采用3mm厚的钢板折制而成，同时拥有良好的接地；柜内接地螺丝使用铜制螺丝且使用焊接的方法固定在柜内；电控柜先经过柜体喷砂磷化等防腐蚀处理后和再进行油漆烤漆美观处理。b、柜内和每块底板背面都做了相应明显的记号，以方便安装及日后检修。c、所安装的低压电气元件均采用进口电气元件施耐德。d、电控柜配有声光报警、缺相、过压、欠压、短路保护。e、电控柜设有远方操作的与DCS系统联接的硬接线接口，以便对设备进行远方监控及操作。输入信号：启动、停止；输出信号：就地/远程、已停止、综合故障；f、电控柜可根据用户需求提供触摸屏液晶显示器以便于终端进行操作监视，实现CRT画面实时的优点；增加变频技术可实现水泵连续远行，达到节能及减少对泵的启动增加泵的寿命。五、系统阀门及其它配件的配置说明序号名称型号材质公称压力口径数量备注1蝶阀D43H-16CWCB1.6MPa随泵出口2进口配2闸阀Z41H-16C2出口配3止回阀J4H-16C2出口配4过滤器A4SY4P-162进口配5避震喉BEH-X-164进出口各26安全阀AX4-16CWCB1.6MPaDN401法兰连接7排污球阀QJ41MDN801缩径型8调压装置Y410-16DN401活塞式9压力表Y100型304材质0-1.6MPa11.5级11管接及连接件WCB1.6MPa待定已做防腐处理特别说明：我公司所生产的凝结水回收器均为上表的标准配置。a、连接形式均采用法兰连接。b、阀门材质：阀体材质为WCB；填料为柔性石墨；阀杆材质为合金钢；垫片为金属垫片及不锈钢＋柔性石墨；阀门密封面或衬里材料RMN复合材料。c、阀门适用温度为≤200d、避震喉采用金属波纹管形式，法兰焊接。e、除污器为Y型过滤器，壳体为铸钢WCB，过滤网材质为1Cr18Ni9Ti。六、凝结水回收器安装简介a、设备基础：设备可直接安装在地面或混凝土基础上，基础高出地面300mmb、设备固定：化学螺栓固定；c、安装高度：凝结水回收器和设备放置在同一水平面上即可，无须特意放低；

d、管道安装：按设备安装图连接好管道即可；e、控

制

柜安装：就近安装在墙面上，主线和控制线应该有保护管；安装方法如下：DB-NHQ-X系列凝结水回收器的凝结水罐及凝结水泵的地面固定方法采用了较为先进的化学螺栓固定形式。其过程是：混凝土基础上打孔后旋入化学螺栓，后经过凝胶过程，硬化过程，最后固定物体。其特点是：耐酸碱、耐低温、耐老化，耐热性能良好，常温下无蠕变；耐水渍，在潮湿环境中长期负荷稳定；抗焊性、阻燃性能良好；抗震性能良好。DB-NHQ-X系列凝结水回收器的凝结水罐及凝结水泵的不需任何预埋件的地面固定方法能有效克服因凝结水进水管道在安装现场的方向不确定性因素，（先确定罐体的进水口方向与凝结水进水管道同向，后定位罐体进而定位凝结水泵的安装点）极大减小了安装难度及最大程度节约了凝结水进水管件的材料耗费。DB-NHQ-X系列凝结水回收器的凝结水泵与阀门及管道的连接上在凝结水泵的进口与出口各增加了2个金属波纹管式的避震喉，水泵为柔性连接，可有效避免因阀门及管道通过高温凝结水时产生的热应力及材料的热胀冷缩现象损坏泵壳及破坏泵与电动机的同轴动平衡。DB-NHQ-X系列凝结水回收器的凝结水泵与阀门及管道的连接上采用了桑特斯（LORST）技术，尽量减少弯头的数量可有效减小安装空间；而必要的弯头既是变向的需要又可以克服管件热应力及材料的热胀冷缩现象，同时弯头数量的优化组合可以避免因弯头数量过多而影响泵的扬程及增加泵的汽蚀现象的发生。设备安装示意图（见附图1、2）附图1：当疏水阀后的凝结水回水压力小于0.06MPa时，采用此方案，添加射流装置；附图2：当疏水阀后的凝结水回水压力大于0.06MPa时，采用此方案。附图1：附图2：300MW机组凝结水回收系统投运经济性分析一、目前我国热电厂的凝结水回收率还达不到25%，尤其是2001年前建设运行的电厂。（山东电力简报信息）也就是说有很多的电厂没有有效回收利用凝结水的设备，而导致宝贵的水资源直接排放，热能资源亦得不到有效利用，以致引起热污染而导致的气温上升等世界性关注的问题。因此凝结水回收设备与凝结水回收技术的应用及发展对企业的节能减排这一政府对企业绩效考核的硬指标致关重要。同时也可以使企业现场工况环境得到有效改善，提升企业形象。二、一台30T/H的高温冷凝水回收器正常投放后可节约的能耗如下：节约标准煤600吨，每吨标煤按230元（注：煤价在逐年攀升）计230×500=138000元；节约软化水2万吨，每吨软化水价格为5.2元（水资源是不可生资源），计20000×5.2=104000元；节约蒸汽4500吨，每吨蒸汽价格为50元，计4500×50=225000元；一年节约能耗合计：138000+104000+225000=467000元。说明：1.以上是按西安交通大学林可超教授“火电厂热力系统定量分析”方法计算。2.取机组年运行7000小时。3.一台30T/H的高温冷凝水回收器可满足换热面积为40000㎡，换热量为120000Kw的换热机站的换热指标。计算依据：根据总效率与分效率的变化关系：“装置效率的相对变化率与装置效率变化而引起全厂效率的相对变化率是相等的。”即δ*η*ⅰ=δ*η*c三、案例介绍本案例介绍高温冷凝水回收利用节能项目。内蒙古丰泰热电厂生产用汽系统中的100摄氏度高温冷凝水没有回收，全部通过地沟直接排放，浪费宝贵的热源。通过对该厂换热机站冷凝水系统改造，将高温冷凝水回收后送至化学水车间，从而减少换热器及分汽缸的蒸汽消耗量，有效地利用了这部份余热，节约了燃煤，减少了环境污染。投资53.67万元，年综合经济效益达到149.52万元，项目简单投资回收期0.69年，节约标准煤2724吨，实现减排二氧化碳1936吨碳/年，二氧化硫49吨/年，总悬浮颗粒物38吨/年。案例业主一内蒙古丰泰热电厂是华能发电集团重点企业之一，企业经济效益好，信誉度较高。案例实施者兰州鼎宝电力设备有限公司，详见附录2。原系统及耗能情况业主生产产生的70-100摄氏度的凝结水排弃，而加热除盐水却要消耗15840吨蒸汽，原系统耗能情况如表1所示。表1原系统年耗能情况排放凝结水量（t/a）凝结水焓值（kJ/kg）排放的热量（104MJ/a）排弃的能源（tce/a）丢失软化水量（t/a）1900804197964.353396190080注：新软化水温度为20摄氏度，锅炉热效率80％左右。案例内容本案例是采用了本公司凝结水回收系统，将换热机站8台管壳式汽-水换热器及分汽缸所排放的凝结水全部收回，用于加热除盐水取代了加热所消耗的蒸汽。案例于2001年6月签订节能服务合同，同年10月交货，于2002年4月竣工验收。内容如下：招标采购30吨/时凝结水回收器及20吨/时凝结水回收器各1台；改造部分管路；系统调试及试运行。新系统及耗能情况将除盐水除盐水表2新系统年耗能情况回收凝结水量（t/a）凝结水焓值（kJ/kg）回收的热量（104MJ/a）回收的能源（tce/a）回收软化水量（t/a）1900804196387.242724190080节能效果及其确认（1）年节能量及年节能效益案例实施后，年节能量及年节能效益如表3所示。表3年节能量及年节能效益化水车间年水使用量（t/a）改前加热除盐水耗气量（t/a）改后加热除盐水耗气量（t/a）节约蒸汽量（t/a）年节能量（tce/a）年节能效益（104yuan/a）3168003839615052233442724116.72注：蒸汽核定价为50元/吨，该厂软化水单价5.3元，标准煤价按280元/吨。此外，每年节约软化水19万吨，折价32.8万元，所以，案例年综合经济效益为149.52万元。（2）节能量的确认案例实施者与业主共同确认，以案例实施前一年排放的凝结水量、加热除盐水的耗汽量为基准数据；案例实施后，计量一个正常生产时段的加热除盐水耗汽量和凝结水回收量，折算出年耗汽量和凝结水回收量，与基准数据比较，即得出年节能量。（3）案例寿命期节能量案例选用的设备寿命按20年计，案例寿命期可节约27240吨标准煤。环境效果本案例