蒸汽凝結(jié)水回收系統(tǒng)中常見(jiàn)問(wèn)題探討
摘 要:對(duì)煉油廠蒸汽凝結(jié)水回收系統(tǒng)中存在的諸如水擊、非凝結(jié)性氣體不能排出、汽阻及疏水閥的選型安裝等問(wèn)題的解決辦法進(jìn)行了探討,從而達(dá)到余熱利用、節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、降低生產(chǎn)成本的目的。
關(guān)鍵詞:凝結(jié)水;回收;非凝結(jié)性氣體;疏水閥
1 前言
蒸汽作為一種熱能載體,被廣泛應(yīng)用于石油、化工、造紙、橡膠等工業(yè)領(lǐng)域中。蒸汽在各用汽設(shè)備中放出汽化潛熱后,變?yōu)榻跬瑴赝瑝合碌娘柡湍Y(jié)水,所具有的熱量可達(dá)蒸汽全熱量的20% ~30%,且壓力、溫度越高,凝結(jié)水具有的熱量就越多,占蒸汽總熱量的比例也就越大�？梢钥闯�, 100%的回收凝結(jié)水的熱量,并加以有效利用,具有很大的節(jié)能潛力。
目前,許多企業(yè)針對(duì)日益顯著的凝結(jié)水回收的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益,以及能源不足帶來(lái)的問(wèn)題,對(duì)生產(chǎn)中產(chǎn)生的凝結(jié)水重視起來(lái),以期通過(guò)有效的余熱回收利用,節(jié)約能源,保護(hù)環(huán)境,降低生產(chǎn)成本。凝結(jié)水回收利用的技改項(xiàng)目不斷上馬,但是如何有效的處理和利用凝結(jié)水,如何解決蒸汽凝結(jié)水回收系統(tǒng)中的問(wèn)題,使之達(dá)到最優(yōu)化的經(jīng)濟(jì)效益,是一個(gè)值得研究的問(wèn)題。
2 常見(jiàn)問(wèn)題的解決與探討
2.1 防止凝結(jié)水水擊
在蒸汽管線底部的凝結(jié)水是引起水擊的重要原因。造成管道內(nèi)凝結(jié)水積存主要有以下情況:一是蒸汽直接通過(guò)短路進(jìn)入凝液系統(tǒng)。這種情況比較多,例如疏水器排凝時(shí)漏過(guò)蒸汽(設(shè)備問(wèn)題)、蒸汽換熱器通過(guò)凝液罐直接進(jìn)入凝液系統(tǒng)(操作問(wèn)題)等。二是凝液管網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)某處管路存在液袋。三是有未被發(fā)現(xiàn)的高等級(jí)的蒸汽凝液錯(cuò)誤的接入管線。四是管路有變徑時(shí),尤其是放大的位置。解決以上問(wèn)題,應(yīng)該注意以下幾點(diǎn):
①在長(zhǎng)距離輸送蒸汽的管道上要安裝疏水閥排出凝結(jié)水。
②如果疏水閥的疏水要排入凝結(jié)水總管,注意要在疏水閥與凝結(jié)水總管之間安裝止回閥,避免停汽時(shí)凝結(jié)水返回管道,在以后供汽時(shí)產(chǎn)生水擊。
③如果排放系統(tǒng)有背壓,則在設(shè)計(jì)管道直徑時(shí)要注意由于高壓蒸汽凝結(jié)水產(chǎn)生的二次蒸汽量。
④在管道運(yùn)行中,供汽開(kāi)始時(shí)一定要暖管,不要快速開(kāi)啟供汽閥;要經(jīng)常檢修疏水閥前過(guò)濾器,以免污染物堵塞;在必要的地方安裝疏水閥檢測(cè)閥,定期檢測(cè),使之處于無(wú)漏汽的完好狀態(tài)。
⑤注意在管道變徑處不要突然縮小管徑。
2.2 消除汽阻,減少加熱時(shí)間
在凝結(jié)水回收系統(tǒng)中,設(shè)備啟動(dòng)后,首先是蒸汽推動(dòng)非凝結(jié)性氣體(空氣、CO2等)及凝結(jié)水到達(dá)疏水閥,在閥內(nèi)排放后,蒸汽進(jìn)入閥內(nèi),并使疏水閥關(guān)閉。如果凝結(jié)水排放點(diǎn)離疏水閥的管道距離較長(zhǎng),則隨后排出的凝結(jié)水將受到管道內(nèi)蒸汽的阻礙,這一現(xiàn)象將延續(xù)到管道內(nèi)蒸汽凝結(jié)為水為止。汽阻的產(chǎn)生將影響蒸汽的傳熱效果,加大傳熱時(shí)間,應(yīng)加以預(yù)防。應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
①采用阻汽疏水閥,它能自動(dòng)排出蒸汽設(shè)備中的凝結(jié)水、空氣和其它不可凝氣體,并能防止蒸汽泄漏。
②盡量減小排放點(diǎn)到疏水閥的管道距離,即減少汽阻蒸汽量,使其容易凝結(jié)而消除汽阻。
③為了減少閃蒸汽而減小汽阻,加大排放點(diǎn)到疏水閥的管道直徑,但注意不要應(yīng)用于凝結(jié)水被提升的場(chǎng)合。
蒸汽凝結(jié)水回收系統(tǒng)中的不凝結(jié)性氣體指空氣、二氧化碳及少量氧氣。設(shè)備開(kāi)車及鍋爐給水時(shí)總會(huì)有空氣存在,給水中還可能會(huì)有釋放二氧化碳?xì)怏w的不溶解碳酸鹽,這些都是不凝結(jié)性氣體產(chǎn)生的原因。當(dāng)空氣和其他氣體進(jìn)入蒸汽系統(tǒng)時(shí),蒸汽溫度下降,傳熱效率降低,同時(shí)由于二氧化碳及氧氣的存在而腐蝕管道和換熱器。本文介紹兩種帶有排放不凝結(jié)性氣體功能的疏水閥。
2.3.1 倒置桶型蒸汽疏水閥
這種疏水閥在各種疏水閥的工作原理中是最可靠的,它獨(dú)特的杠桿系統(tǒng),倒置桶上部的一排氣孔可以連續(xù)自動(dòng)排放空氣和二氧化碳,不會(huì)形成冷滯后或空氣阻,少量蒸汽通過(guò)排氣孔以彌補(bǔ)閥體的散熱損失。
2.3.2 浮球型蒸汽疏水閥
這種疏水閥是一種利用密度和溫度變化進(jìn)行工作的機(jī)械式疏水閥,浮球動(dòng)作利用的是汽、水密度差原理。由于排放閥孔在水封下,不能排出空氣和其他不凝結(jié)性氣體,當(dāng)積存的不凝結(jié)性氣體達(dá)到一定程度的時(shí)候,就會(huì)產(chǎn)生溫降,這時(shí)在疏水閥上部的熱靜力排氣閥就會(huì)打開(kāi),把氣體放出去。熱靜力排氣閥的操作溫度只比飽和溫度低幾度,所以它可以通過(guò)一個(gè)完全獨(dú)立的閥孔,處理大量的空氣。
2.4 疏水閥的選型
為了能使疏水閥充分發(fā)揮作用,其選型應(yīng)該從以下四方面進(jìn)行:
2.4.1 凝結(jié)水負(fù)荷
凝結(jié)水負(fù)荷直接影響閥體的大小排量,應(yīng)根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)合計(jì)算凝結(jié)水量和蒸汽凝結(jié)速率。
2.4.2 安全系數(shù)
在蒸汽疏水閥的選型過(guò)程中,必須考慮安全系數(shù),因?yàn)槟Y(jié)水速率的變化而出現(xiàn)的壓降、系統(tǒng)設(shè)計(jì)因素、疏水結(jié)構(gòu)的影響及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等方面都要求考慮安全系數(shù),經(jīng)驗(yàn)表明,安全系數(shù)可以從1. 5~10、根據(jù)用戶的實(shí)際情況不同而選定。
2.4.3 壓差
壓差指疏水閥前后的壓力之差。壓差的大小將直接影響凝結(jié)水能否順利排放,閥前壓力可能因?yàn)閴毫刂崎y或溫度調(diào)節(jié)閥動(dòng)作、虹吸排放等操作而增大;背壓可能會(huì)因?yàn)楣苈纺Σ�、其他疏水閥向回水系統(tǒng)排放及升高凝結(jié)水而增大。這些壓力的變化將會(huì)影響壓差,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮。
2.4.4 最大允許壓力
疏水閥必須能夠承受系統(tǒng)最大壓力或設(shè)計(jì)壓力。它不一定要在這個(gè)壓力下工作,但必須能夠承受這個(gè)壓力。
2.5 疏水閥的安裝
疏水閥的安裝對(duì)其自身的長(zhǎng)期運(yùn)行、凝結(jié)水的排放影響嚴(yán)重,并可防止蒸汽管道中發(fā)生水擊、震動(dòng)、結(jié)冰脹裂等現(xiàn)象。安裝時(shí)應(yīng)考慮以下幾方面:①疏水閥應(yīng)盡量靠近加熱設(shè)備,使凝結(jié)水自然流入疏水閥,提高工作效率,減少熱量損失。
②疏水閥的入口管應(yīng)設(shè)在加熱設(shè)備的最低點(diǎn),避免凝結(jié)水在設(shè)備內(nèi)積聚。出口管段盡量減少背壓,故管徑要大而短,少拐彎,盡量減少向上的立管。
③用汽設(shè)備安裝疏水閥時(shí)一般盡可能采用單元疏水方式,即每個(gè)設(shè)備的疏水點(diǎn)上安裝一只疏水閥,然后再接到一根總管上,這種方式使設(shè)備之間不產(chǎn)生干擾,避免“短路”,提高設(shè)備的熱效率。
④疏水點(diǎn)的選擇:擴(kuò)容器的下部,分汽缸(蒸汽分配管)的下部及水平安裝的波型補(bǔ)償器的波峰下部;飽和蒸汽管道的末端或最低點(diǎn),蒸汽伴熱管的末端。節(jié)流孔板的前面、鍋爐啟動(dòng)時(shí)有可能積水的系統(tǒng)最低點(diǎn)等處,應(yīng)設(shè)置啟動(dòng)疏水裝置;蒸汽系統(tǒng)的減壓閥前、調(diào)節(jié)閥前;經(jīng)常處于熱備用狀態(tài)的設(shè)備進(jìn)汽管的最低點(diǎn)。⑤北方寒冷地區(qū)應(yīng)加強(qiáng)管路的保溫,防止凝結(jié)水在疏水閥內(nèi)凍結(jié)。
⑥在系統(tǒng)安裝時(shí)注意正確使用旁通、過(guò)濾器、止回閥、檢測(cè)閥、切斷閥及污物管等。
3 結(jié)束語(yǔ)
隨著能源日益緊張,節(jié)能工作越來(lái)越重要,凝結(jié)水回收作為一種重要的節(jié)能措施將會(huì)被越來(lái)越重視。蒸汽凝結(jié)水回收項(xiàng)目是必要可行的,在具體實(shí)施中要注意正確解決汽阻、水擊、不凝結(jié)性氣體的排放、疏水閥的選型與安裝等問(wèn)題,使此項(xiàng)目在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮出其應(yīng)有的作用。隨著凝結(jié)水回收技術(shù)的不斷完善和凝結(jié)水回收設(shè)備的研制開(kāi)發(fā),凝結(jié)水回收的節(jié)能效益將顯得更為突出。
