西安印鈔廠集中供熱系統(tǒng)設計

1、西安印鈔廠集中供熱系統(tǒng)設計    摘要：本文分析了西安印鈔廠用汽及熱電廠供汽狀況，簡述了蒸汽減壓系統(tǒng)、蒸汽減溫系統(tǒng)、廠區(qū)熱力管網(wǎng)改造和凝結水綜合利用設計思路及優(yōu)化方案，并對集中供熱系統(tǒng)進行了效益分析。     關鍵詞：蒸汽 溫度 壓力 流量         1概況西安印鈔廠原由自備鍋爐房供應廠區(qū)熱力，安裝有兩臺SZL10-1.27-P型燃煤鏈條鍋爐，冬季運行兩臺鍋爐，夏季運行一臺鍋爐，冬季最大蒸汽流量15t/h，夏季最大蒸汽流量4.14

2、t/h。因西安市西郊熱電廠建成投產(chǎn)，熱電廠集中供熱管道已敷設至西安印鈔廠圍墻外，為減少環(huán)境污染、提高企業(yè)經(jīng)濟效益,決定采用熱電廠蒸汽對廠區(qū)進行集中供熱。熱電廠供汽為壓力0.65-0.92Mpa、溫度170-220的過熱蒸汽，熱電廠不回收凝結水。因廠區(qū)用汽設備使用壓力0.6Mpa、溫度164.9的飽和蒸汽，故熱電廠過熱蒸汽需經(jīng)減溫減壓后方可使用。進戶熱力管道及計量裝置由熱電廠設計施工，減溫減壓裝置及廠區(qū)熱力管網(wǎng)和凝結水回收利用改造由西安印鈔廠設計施工。    2 供汽用汽狀況西安印鈔廠主要用汽點為：熱交換站、凹印污水處理站、浴室、空調加濕器、溴化鋰吸收式制

3、冷機，生產(chǎn)為兩班制，用汽流量變化較大，為保障設計成功，對西安印鈔廠用汽流量和熱電廠供汽情況進行了詳細的調研，分析了冬季和夏季日24小時運行情況，熱電廠供汽壓力、溫度和西安印鈔廠用汽流量見表1所示：     表1熱電廠供汽溫度、壓力及印鈔廠用汽流量表     時間（24小時）    熱電廠夏季供汽壓力（Mpa）    熱電廠夏季供汽溫度（）    印鈔廠夏季用汽流量（t/h）  

4、  熱電廠冬季供汽壓力（Mpa）    熱電廠冬季供汽溫度（）    印鈔廠冬季用汽流量（t/h）    0    0.87    181    1.26    0.92    187    1.10 

5、0;  1    0.86    179    0.82    0.90    189    0.70    2    0.87    180    0.51  

6、;  0.88    192    0.60    3    0.88    181    0.20    0.92    197    0.60    4  

7、  0.88    181    0.00    0.88    209    0.40    5    0.85    183    0.00    0.79 

8、0;  207    0.30    6    0.79    180    0.23    0.74    206    8.10    7    0.72  

9、;  177    2.04    0.72    207    9.70    8    0.66    176    4.14    0.66    208 

10、0;  8.60    9    0.69    170    2.92    0.62    213    9.30    10    0.80    171 

11、0;  2.69    0.63    219    12.90    11    0.80    175    2.89    0.70    219    10.80 

12、;   12    0.84    177    2.51    0.66    219    9.36    13    0.79    179    2.81

13、0;   0.67    221    8.45    14    0.74    178    2.74    0.66    219    12.67    15&#

14、160;   0.78    174    2.29    0.69    218    14.58    16    0.76    174    3.35    0.

15、68    219    8.84    17    0.74    176    3.50    0.62    218    6.49    18    0

16、.72    173    3.68    0.71    223    7.32    19    0.74    174    4.05    0.76   

17、0;212    7.05    20    0.76    175    2.80    0.81    211    6.39    21    0.73   

18、60;173    3.15    0.86    205    2.17    22    0.81    173    2.90    0.91    198   &

19、#160;1.25    23    0.85    174    2.05    0.90    192    1.02由上表可以看出，熱電廠供汽溫度在170-223范圍內(nèi)波動，熱電廠供汽壓力在0.65-0.92Mpa范圍內(nèi)波動，印鈔廠用汽流量在0.2-15t/h范圍內(nèi)波動，熱電廠供汽壓力、溫度及西安印鈔廠用汽流量波

20、動范圍較大，給蒸汽減溫減壓系統(tǒng)的設計帶來了較大的難度，查閱了國內(nèi)多家減溫減壓器生產(chǎn)廠家產(chǎn)品樣本，其減溫減壓特性不能滿足我廠技術要求，主要反映在流量變化范圍，我廠蒸汽流量在0.2t/h-15t/h范圍內(nèi)變化，變化幅度為1.3%-100%，目前生產(chǎn)的減溫減壓器其壓力、溫度可在20%-100%流量范圍內(nèi)控制，超過流量范圍則溫度、壓力失控，即流量小于3t/h則不能滿足生產(chǎn)控制工藝要求。因此需自行設計蒸汽減溫減壓系統(tǒng)。    3蒸汽減壓方案蒸汽減壓是通過流體在閥門中節(jié)流實現(xiàn)的，流體通過減壓閥時的流動過程為絕熱節(jié)流過程，這種過程是不可逆的絕熱膨脹等焓流動，對于過熱蒸

21、汽，節(jié)流后焓值不變，溫度有所降低，比容和熵都有所增加。目前工程上通常采用機械式蒸汽減壓閥和電動蒸汽調節(jié)閥對蒸汽進行減壓。3.1機械式蒸汽減壓閥機械式蒸汽減壓閥靠調節(jié)閥芯與閥座流通截面積以穩(wěn)定閥后壓力的穩(wěn)定，阿姆斯壯公司生產(chǎn)的GP2000型蒸汽減壓閥為先導式隔膜減壓閥，由壓力反饋管把閥后壓力傳遞至膜盒，膜盒產(chǎn)生位移使閥芯與閥座流通截面積改變而維持閥后壓力穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，機械式蒸汽減壓閥有以下特點：a、閥門阻力較大，閥門前后最小壓降P0.1Mpa，如閥門前壓力為0.65 Mpa時閥后壓力為0.55 Mpa，不能滿足我廠供汽要求。b、閥門在小流量下后端壓力變化較小，在小流量大壓差工況下減壓效果較好

22、。c、閥門在大流量情況下閥后壓力下降較大。3.2蒸汽電動調節(jié)閥3時，每小時流經(jīng)調節(jié)閥的流量。用符號C來表示，單位為m3/h。對于蒸汽C值按下式計算：C=GMAX/（2（P1-P2）1/2式中：-流量系數(shù)，m4/（kg*h），取10GMAX-蒸汽流量，kg/h2-閥后蒸汽密度，kg/m3P1-閥前蒸汽絕對壓力，PaP2-閥后蒸汽絕對壓力，Pa按照上式，GMAX蒸汽流量取15000kg/h，2閥后蒸汽密度查過熱蒸汽密度表得出3.65kg/m3，P1閥前蒸汽絕對壓力取7.5*105Pa，P2閥后蒸汽絕對壓力取7.0*105Pa，代入上式得，C=351.12m3/h。根據(jù)C值，查閱閥門樣本，選擇DN1

23、50電動蒸汽調節(jié)閥，閥門最大流量系數(shù)CMAX=410m3/h。3.3減壓系統(tǒng)優(yōu)化方案為保證廠供熱系統(tǒng)壓力穩(wěn)定,根據(jù)機械式蒸汽減壓閥和電動蒸汽閥的不同特性,集中供熱減壓系統(tǒng)采用機械式蒸汽減壓閥和電動蒸汽調節(jié)閥聯(lián)合調節(jié)的控制方式，系統(tǒng)圖如下:    當流量較小時機械式蒸汽減壓閥對蒸汽進行減壓,壓力設定值0.62MPa,這時電動調節(jié)閥關閉,當蒸汽流量逐步增加時, 機械式蒸汽減壓閥不能滿足要求,閥后壓力下降當閥內(nèi)壓力下降至0.6Mpa以下時, 電動蒸汽調節(jié)閥開啟,將壓力穩(wěn)定控制在0.6Mpa。4蒸汽減溫方案蒸汽減溫的目的是將減壓后的過熱蒸汽溫度降低成飽和蒸汽溫度

24、，以符合工藝參數(shù)。采用向蒸汽中噴入減溫水與過熱蒸汽混合，水與過熱蒸汽混合后汽化變成蒸汽，吸收熱量以降低過熱蒸汽溫度，這種減溫方案是目前工程上普遍采用的減溫方案，本次集中供熱系統(tǒng)設計也采用此減溫方案。 4.1 蒸汽減溫器的熱力計算減溫器熱力計算的目的是確定在不同蒸汽流量下所需要的減溫水量Dj。在進行減溫器熱力計算時,已知數(shù)據(jù)為:減溫前蒸汽絕對壓力P1和溫度t1，減溫前蒸汽流量D1，減溫后蒸汽溫度t2和流量D2，減溫水熱焓hj，減溫器局部熱力系統(tǒng)示意圖如圖2    質量和熱量平衡式如下:D1 +Dj =D2D1 h1 +Dj hj =D2 h2式中：D1-減

25、溫前蒸汽流量，kg/hh1-減溫前蒸汽熱焓，kJ/kgDj-減溫水量，kg/hhj-減溫水熱焓，kJ/kgD2-減溫后蒸汽流量，kg/hh2-減溫后蒸汽熱焓，kJ/kg根據(jù)上式， 可計算出在不同蒸汽溫度和流量下所需要的減溫水量。4.2減溫水控制方案為保證減溫后蒸汽溫度恒定,需根據(jù)蒸汽流量和溫度的不同控制減溫水噴入量,減溫水流量控制系統(tǒng)如下圖:    由溫度傳感器將減溫后蒸汽溫度信號傳至PID調節(jié)器,在PID調節(jié)器上設定蒸汽溫度,由PID調節(jié)器根據(jù)蒸汽溫度設定值和實際值比較計算,給電動調節(jié)閥輸出信號,控制電動調節(jié)閥開度,使減溫后蒸汽溫度恒定。    5凝結水回收利用廠區(qū)蒸汽凝結水每天最高回水量約80m3，回水溫度約80，其中蘊涵著大量熱能，應加以充分利用。廠區(qū)浴室每日耗水200噸左右，每日耗汽約16噸，是一個用水用汽大戶，浴室開放時間為每日下午16時至晚23時。廠區(qū)蒸汽凝結水經(jīng)取樣化驗，其水質符合自來水衛(wèi)生指標，可用作浴室洗浴用水。將凝結水用于浴室洗浴，既可以節(jié)