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1、蒸汽凝结水回收系统中的常见问题探讨蒸汽凝结水回收系统中常见问题探讨摘要:对炼油厂蒸汽凝结水回收系统中存在的诸如水击、非凝结性气体不能排出、汽阻及疏水阀的选型安装等问题的解决办法进行了探讨,从而达到余热利用、节约能源、保护环境、降低生产成本的目的。关键词:凝结水;回收;非凝结性气体;疏水阀蒸汽作为一种热能载体,被广泛应用于石油、化工、造纸、橡胶等工业领域中。蒸汽在各用汽设备中放出汽化潜热后,变为近乎同温同压下的饱和凝结水,所具有的热量可达蒸汽全热量的20% 30%,且压力、温度越高,凝结水具有的热量就越多,占蒸汽总热量的比例也就越大。可以看出, 100%的回收凝结水的热量,并加以有效利用,具有很
2、大的节能潜力。目前,许多企业针对日益显著的凝结水回收的经济、社会效益,以及能源不足带来的问题,对生产中产生的凝结水重视起来,以期通过有效的余热回收利用,节约能源,保护环境,降低生产成本。凝结水回收利用的技改项目不断上马,但是如何有效的处理和利用凝结水,如何解决蒸汽凝结水回收系统中的问题,使之达到最优化的经济效益,是一个值得研究的问题。防止凝结水水击在蒸汽管线底部的凝结水是引起水击的重要原因。造成管道内凝结水积存主要有以下情况:一是蒸汽直接通过短路进入凝液系统。这种情况比较多,例如疏水器排凝时漏过蒸汽(设备问题)、蒸汽换热器通过凝液罐直接进入凝液系统(操作问题)等。二是凝液管网系统内某处管路存在
3、液袋。三是有未被发现的高等级的蒸汽凝液错误的接入管线。四是管路有变径时,尤其是放大的位置。解决以上问题,应该注意以下几点:在长距离输送蒸汽的管道上要安装疏水阀排出凝结水。如果疏水阀的疏水要排入凝结水总管,注意要在疏水阀与凝结水总管之间安装止回阀,避免停汽时凝结水返回管道,在以后供汽时产生水击。如果排放系统有背压,则在设计管道直径时要注意由于高压蒸汽凝结水产生的二次蒸汽量。在管道运行中,供汽开始时一定要暖管,不要快速开启供汽阀;要经常检修疏水阀前过滤器,以免污染物堵塞;在必要的地方安装疏水阀检测阀,定期检测,使之处于无漏汽的完好状态。注意在管道变径处不要突然缩小管径。消除汽阻,减少加热时间在凝结
4、水回收系统中,设备启动后,首先是蒸汽推动非凝结性气体(空气、CO2等)及凝结水到达疏水阀,在阀内排放后,蒸汽进入阀内,并使疏水阀关闭。如果凝结水排放点离疏水阀的管道距离较长,则随后排出的凝结水将受到管道内蒸汽的阻碍,这一现象将延续到管道内蒸汽凝结为水为止。汽阻的产生将影响蒸汽的传热效果,加大传热时间,应加以预防。应注意以下几点:采用阻汽疏水阀,它能自动排出蒸汽设备中的凝结水、空气和其它不可凝气体,并能防止蒸汽泄漏。尽量减小排放点到疏水阀的管道距离,即减少汽阻蒸汽量,使其容易凝结而消除汽阻。为了减少闪蒸汽而减小汽阻,加大排放点到疏水阀的管道直径,但注意不要应用于凝结水被提升的场合。蒸汽凝结水回收
5、系统中的不凝结性气体指空气、二氧化碳及少量氧气。设备开车及锅炉给水时总会有空气存在,给水中还可能会有释放二氧化碳气体的不溶解碳酸盐,这些都是不凝结性气体产生的原因。当空气和其他气体进入蒸汽系统时,蒸汽温度下降,传热效率降低,同时由于二氧化碳及氧气的存在而腐蚀管道和换热器。本文介绍两种带有排放不凝结性气体功能的疏水阀。倒置桶型蒸汽疏水阀这种疏水阀在各种疏水阀的工作原理中是最可靠的,它独特的杠杆系统,倒置桶上部的一排气孔可以连续自动排放空气和二氧化碳,不会形成冷滞后或空气阻,少量蒸汽通过排气孔以弥补阀体的散热损失。浮球型蒸汽疏水阀这种疏水阀是一种利用密度和温度变化进行工作的机械式疏水阀,浮球动作利
6、用的是汽、水密度差原理。由于排放阀孔在水封下,不能排出空气和其他不凝结性气体,当积存的不凝结性气体达到一定程度的时候,就会产生温降,这时在疏水阀上部的热静力排气阀就会打开,把气体放出去。热静力排气阀的操作温度只比饱和温度低几度,所以它可以通过一个完全独立的阀孔,处理大量的空气。疏水阀的选型为了能使疏水阀充分发挥作用,其选型应该从以下四方面进行:凝结水负荷凝结水负荷直接影响阀体的大小排量,应根据具体应用场合计算凝结水量和蒸汽凝结速率。安全系数在蒸汽疏水阀的选型过程中,必须考虑安全系数,因为凝结水速率的变化而出现的压降、系统设计因素、疏水结构的影响及经济运行等方面都要求考虑安全系数,经验表明,安全
7、系数可以从1. 510、根据用户的实际情况不同而选定。压差压差指疏水阀前后的压力之差。压差的大小将直接影响凝结水能否顺利排放,阀前压力可能因为压力控制阀或温度调节阀动作、虹吸排放等操作而增大;背压可能会因为管路摩擦、其他疏水阀向回水系统排放及升高凝结水而增大。这些压力的变化将会影响压差,在设计时应重点考虑。最大允许压力疏水阀必须能够承受系统最大压力或设计压力。它不一定要在这个压力下工作,但必须能够承受这个压力。疏水阀的安装疏水阀的安装对其自身的长期运行、凝结水的排放影响严重,并可防止蒸汽管道中发生水击、震动、结冰胀裂等现象。安装时应考虑以下几方面:疏水阀应尽量靠近加热设备,使凝结水自然流入疏水
8、阀,提高工作效率,减少热量损失。疏水阀的入口管应设在加热设备的最低点,避免凝结水在设备内积聚。出口管段尽量减少背压,故管径要大而短,少拐弯,尽量减少向上的立管。用汽设备安装疏水阀时一般尽可能采用单元疏水方式,即每个设备的疏水点上安装一只疏水阀,然后再接到一根总管上,这种方式使设备之间不产生干扰,避免“短路”,提高设备的热效率。疏水点的选择:扩容器的下部,分汽缸(蒸汽分配管)的下部及水平安装的波型补偿器的波峰下部;饱和蒸汽管道的末端或最低点,蒸汽伴热管的末端。节流孔板的前面、锅炉启动时有可能积水的系统最低点等处,应设置启动疏水装置;蒸汽系统的减压阀前、调节阀前;经常处于热备用状态的设备进汽管的最低点。北方寒冷地区应加强管路的保温,防止凝结水在疏水阀内冻结。在系统安装时注意正确使用旁通、过滤器、止回阀、检测阀、切断阀及污物管等。随着能源日益紧张,节能工作越来越重要,凝结水回收作为一种重要的节能措施将会被越来越重视。蒸汽凝结水回收项目是必要可行的,在具体实施中要注意正确解决汽阻、水击、不凝结性气体的排放、疏水阀的选型与安装等问题,使此项目在实际应用中发挥出其应有的作用。随着凝结水回收技术的不断完善和凝结水回收设备的研制开发,凝结水回收的节能效益将显得更为突出。
