凝結(jié)水回收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)文檔

1、凝結(jié)水回收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)汪紅中國石化集團(tuán)洛陽石化工程公司前言1、凝結(jié)水回收的意義凝結(jié)水回收是供熱系統(tǒng)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，這個(gè)環(huán)節(jié)的好壞將直接影響整個(gè)供熱系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性與合理性。蒸汽作為一種熱載體，從鍋爐里產(chǎn)生出來，經(jīng)管網(wǎng)送至用熱設(shè)備（蒸汽間接加熱設(shè)備），把大部分熱量釋放出來，汽態(tài)的水蒸汽變成液態(tài)的凝結(jié)水。由于凝結(jié)水水質(zhì)較好，而且還含有近20%勺熱量，因此要設(shè)法回收，凝結(jié)水的回收是供熱系統(tǒng)節(jié)能的重要環(huán)節(jié)2、凝結(jié)水回收的原則在供熱系統(tǒng)中，凡是蒸汽間接加熱產(chǎn)生的凝結(jié)水應(yīng)盡可能回收。對于復(fù)雜的凝結(jié)水回收系統(tǒng)必須合理的進(jìn)行設(shè)計(jì)；對于加熱有蠹及有強(qiáng)烈腐蝕性溶液的凝結(jié)水回收系統(tǒng)要十分慎重，應(yīng)避免此部分溶液腐蝕凝結(jié)水管

2、道而造成有蠹或強(qiáng)烈腐蝕性溶液漏入凝結(jié)水管道內(nèi)，要相應(yīng)的采取一些措施；對含油的凝結(jié)水需經(jīng)除油處理后，其水質(zhì)符合鍋爐給水水質(zhì)要求方可返回鍋爐房。凝結(jié)水回收系統(tǒng)可分為重力凝結(jié)水回收系統(tǒng)、背壓凝結(jié)水回收系統(tǒng)、閉式滿管凝結(jié)水回收系統(tǒng)和加壓凝結(jié)水回收系統(tǒng)。本篇分別就以上各系統(tǒng)的流程和特點(diǎn)進(jìn)行闡述，并對各系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和選擇提出意見。一、凝結(jié)水回收系統(tǒng)的基本概念1、疏水閥工作壓力P0疏水閥工作壓力是指疏水閥進(jìn)口端管道內(nèi)凝結(jié)水或蒸汽的實(shí)測壓力。2、疏水閥最局工作背壓Pmob疏水閥最高工作背壓是指疏水閥正常工作時(shí)，其出口端的最高工作壓力。也就是疏水閥前凝結(jié)水的壓力減去凝結(jié)水通過該疏水閥時(shí)的阻力。疏水閥最高工作背壓對

3、背壓回水有著重要的意義，為了保證疏水閥的正常工作，必須保證疏水后系統(tǒng)的實(shí)際壓力小于選取流量下疏水閥最高工作背壓。3、疏水閥工作備壓POB疏水閥工作背壓是指在工作條件下，疏水閥出口所測得的壓力，此背壓是克服疏水閥后凝結(jié)水管道壓力損失及凝結(jié)水水箱內(nèi)的壓力。4、疏水閥工作背壓Po心疏水閥最高工作背壓Pmob的關(guān)系背壓回水系統(tǒng)正常運(yùn)行的條件應(yīng)滿足：PMOB>Pob在背壓回水系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)方法有兩種：其一是確定疏水閥可能提供的最高工作背壓，以該背壓為設(shè)計(jì)依據(jù)進(jìn)行管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其二是以管網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)際壓力決定疏水閥提供的最高工作背壓。5、疏水閥最局允許壓力疏水閥最高允許壓力是指在給定溫度下，疏水閥殼體能

4、夠永久承受的最高壓力。6、疏水閥最高工作壓力疏水閥最高工作壓力是制造廠給疏水閥規(guī)定的壓力，這個(gè)壓力通常是與疏水閥內(nèi)部裝置有關(guān)的各種局限性的函數(shù)7、疏水閥的背壓度疏水閥的背壓度是指疏水閥在工作壓力下能正常工作，連續(xù)排出凝結(jié)水時(shí)，工作背壓或最高工作背壓與閥的工作壓力比值的白分?jǐn)?shù)。二、重力凝結(jié)水回收系統(tǒng)重力凝結(jié)水回收系統(tǒng)（即自流凝結(jié)水回收系統(tǒng)）是用戶處丁高位，凝結(jié)水回水箱處丁低位，凝結(jié)水完全靠用戶和凝結(jié)水箱之間的位差來克服凝結(jié)水在管道中的流動(dòng)阻力。在這種系統(tǒng)中，凝結(jié)水在管內(nèi)的流動(dòng)有的是滿管，有的是非滿管流動(dòng)。管內(nèi)一部分是凝結(jié)水，一部分是空氣，通常選用的管徑較大，管道的腐蝕也較嚴(yán)重。該系統(tǒng)中的凝結(jié)水一

5、般是100C以下,且不含二次蒸汽。因此可以按熱水的流動(dòng)狀態(tài)考慮有關(guān)問題，不存在發(fā)生水擊的因素。這種系統(tǒng)簡單，運(yùn)行可靠。重力凝結(jié)水回收系統(tǒng)根據(jù)凝結(jié)水流動(dòng)的狀態(tài)分為低壓重力凝結(jié)水回收系統(tǒng)和分離出二次蒸汽的重力凝結(jié)水回收系統(tǒng)1、低壓重力凝結(jié)水回收系統(tǒng)低壓重力凝結(jié)水回收系統(tǒng)是低壓蒸汽（P<70kPa設(shè)備排出的凝結(jié)水經(jīng)疏水閥后，沿著定的坡度依靠重力流向凝結(jié)水箱的回水系統(tǒng)。水箱上有排向大氣的放空管，見圖-1所示2、分離出二次蒸汽的重力凝結(jié)水回收系統(tǒng)用汽設(shè)備排出的凝結(jié)水，經(jīng)疏水閥后產(chǎn)生二次蒸氣，為了把二次蒸汽從凝結(jié)水中分離出來，首先把凝結(jié)水集中到二次蒸發(fā)箱排出二次蒸汽后，直接流入室外熱力管網(wǎng)，利用二次

6、蒸發(fā)箱與鍋爐房凝結(jié)水箱的位差，返回至凝結(jié)水箱，見圖-2所示。該系統(tǒng)的設(shè)備使用蒸汽可高可低，不受任何限制。此種系統(tǒng)簡單可靠，但管道腐蝕較大，適用丁地形較平坦且坡向鍋爐房的供熱系統(tǒng)。-異.L躍注q混:犯三、背壓凝結(jié)水回收系統(tǒng)背壓凝結(jié)水回收系統(tǒng)是指用汽設(shè)備的凝結(jié)水，經(jīng)疏水閥后直接排入凝結(jié)水管網(wǎng)或經(jīng)疏水閥排入二次蒸發(fā)箱分離二次蒸汽后再經(jīng)疏水閥排入管網(wǎng)，靠疏水閥的背壓返回鍋爐房凝結(jié)水箱，前者稱背壓凝結(jié)水回收系統(tǒng)，后者稱分離出二次蒸汽的背壓凝結(jié)水回收系統(tǒng)。1、背壓凝結(jié)水回收系統(tǒng)背壓凝結(jié)水回收系統(tǒng)是蒸汽在設(shè)備中放熱變成凝結(jié)水經(jīng)疏水閥直接排入凝結(jié)水管網(wǎng)，依靠疏水閥的背壓將凝結(jié)水送至鍋爐房凝結(jié)水箱。該系統(tǒng)分背壓

7、開式凝結(jié)水回收系統(tǒng)（見圖-3）和背壓閉式凝結(jié)水回收系統(tǒng)（見圖-4）。該系統(tǒng)適用丁蒸汽壓力為0.1-0.3MPa的用汽設(shè)備，若用汽壓力過低，疏水閥工作背壓太低，不能克服凝結(jié)水回收系統(tǒng)的阻力；若蒸汽壓力過高，經(jīng)過疏水閥較高壓力的凝結(jié)水產(chǎn)生的二次蒸汽較多，在疏水閥后的凝結(jié)水管道中二次蒸汽占據(jù)了大量空間，為了防止水擊，流速乂不能太高，所以選用的凝結(jié)水管道直徑必須很大，故該系統(tǒng)不宜用丁過高壓力的用汽設(shè)備。背壓凝結(jié)水回收系統(tǒng)采用地下敷設(shè)和架空敷設(shè)均可，按照敷設(shè)的地形可向上向下傾斜，該系統(tǒng)簡單，便丁管理，運(yùn)行可靠。K-瓠普讖如岐.謹(jǐn)背壓開式凝結(jié)水回收系統(tǒng)適用丁二次蒸發(fā)量較少或無法利用二次蒸汽的場合。缺點(diǎn)是二

8、次蒸汽排入大氣，熱損失較大，且影響環(huán)境衛(wèi)生。背壓閉式凝結(jié)水回收系統(tǒng)，二次蒸汽可用丁低壓采暖或其他用汽設(shè)備，凝結(jié)水箱內(nèi)壓力由安全水封保持，該系統(tǒng)回收了二次蒸汽。在背壓凝結(jié)水回收系統(tǒng)中，為了減少凝結(jié)水管中的二次蒸汽和水擊現(xiàn)象，可將凝結(jié)水在接入管網(wǎng)前加以冷卻，充分利用其熱量。原則上是把從用汽設(shè)備出來的高溫凝結(jié)水冷卻到100C以下，使二次蒸汽不再產(chǎn)生。冷卻凝結(jié)水的做法具有凝結(jié)水損失少的優(yōu)點(diǎn)，但在凝結(jié)水量變化較大，且不同步時(shí)，冷卻水用戶的用熱量也受到影響，彳艮難配合好，在配合不好的情況下凝結(jié)水管內(nèi)仍有蒸汽。2、分離出二次蒸汽的背壓凝結(jié)水回收系統(tǒng)這種凝結(jié)水回收系統(tǒng)是蒸汽在設(shè)備中放熱形成凝結(jié)水，經(jīng)疏水閥排入

9、二次蒸發(fā)箱分離出二次蒸汽后，再經(jīng)疏水閥排入凝結(jié)水管網(wǎng)，依靠疏水閥的背壓，將凝結(jié)水送至凝結(jié)水箱，見圖-5。該系統(tǒng)多用丁蒸汽壓力為0.3MPa以上的用汽設(shè)備，經(jīng)疏水閥排出的凝結(jié)水所產(chǎn)生的二次蒸汽較多，由丁二次蒸汽量較多，把二次蒸汽加以分離利用，節(jié)省了熱能，并且輸送凝結(jié)水管道的管徑也減小了，節(jié)約了管材。由丁輸送中沒有二次蒸汽，基本上不產(chǎn)生水擊，運(yùn)行安全。該系統(tǒng)適用丁架空和地溝敷設(shè)。但是，要使用該系統(tǒng)必須具備兩個(gè)條件：用戶用汽設(shè)備的蒸汽消耗量較大，壓力較高,所產(chǎn)生的二次蒸汽量較多；產(chǎn)生的二次蒸汽有可利用的設(shè)備。上述兩者缺一不可。利用二次蒸汽設(shè)備的耗汽量，必須大于系統(tǒng)的二次蒸發(fā)箱設(shè)計(jì)產(chǎn)生的二次蒸汽量，其

10、不足部分，用新蒸汽減壓后補(bǔ)充，這樣，即使高壓用汽設(shè)備蒸汽壓力波動(dòng)，引起二次蒸汽量波動(dòng)，也不致于在利用二次蒸汽的設(shè)備中，因消耗不完放空。利用二次蒸汽的設(shè)備必須和使用高壓蒸汽的設(shè)備在工作時(shí)間上相一致，否則也會(huì)產(chǎn)生不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象。四、閉式滿管凝結(jié)水回收系統(tǒng)閉式滿管凝結(jié)水回收系統(tǒng)是背壓、重力混合系統(tǒng)。這種系統(tǒng)是將用戶的各種壓力的高溫凝結(jié)水依靠背壓先引入專門的二次蒸發(fā)箱，在箱內(nèi)分離出二次蒸汽并被利用，剩余的凝結(jié)水變成低溫、低壓的凝結(jié)水經(jīng)過水封或疏水閥排入凝結(jié)水管網(wǎng)，然后靠背壓和重力作用送至鍋爐房凝結(jié)水箱。在回水系統(tǒng)的末端，凝結(jié)水箱前增設(shè)與全廠區(qū)的回水管道最高處相同高度的水封，以防止空氣進(jìn)入系統(tǒng)。從二次蒸發(fā)

11、箱流出的凝結(jié)水，若箱內(nèi)壓力高時(shí)，凝結(jié)水仍可能產(chǎn)生二次蒸汽，為了減少二次蒸發(fā)箱中蒸汽流入管網(wǎng)中，在凝結(jié)水出口管上可安裝阻汽裝置。壓力較低時(shí)采用多級水封，壓力較高時(shí)采用疏水閥。閉式滿管系統(tǒng)適用于廠區(qū)地形平坦的條件，凝結(jié)水十管宜采用地下敷設(shè)，鍋爐房應(yīng)設(shè)于地勢低洼的地方。閉式滿管系統(tǒng)可以充分地利用二次蒸汽，滿管回水乂無二次蒸汽，所以凝結(jié)水管徑小，也無水擊，并防止了空氣的侵入，減少了腐蝕。但是，因閉式滿管回水的用戶入口設(shè)備多，占地面積大，二次蒸汽汽壓難以穩(wěn)定，需要自動(dòng)補(bǔ)新蒸汽，使管理復(fù)雜，往往難以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，間歇工作時(shí)，啟動(dòng)困難，故目前采用的很少。五、加壓凝結(jié)水回收系統(tǒng)當(dāng)靠背壓不足以克服系統(tǒng)的阻力，不

12、能把凝結(jié)水送回鍋爐房時(shí)，可在用戶處或幾個(gè)用戶聯(lián)合起來設(shè)置回水箱，收集從各用熱設(shè)備中流出的各種壓力的凝結(jié)水，在排出或利用二次蒸汽后，把剩余的凝結(jié)水用凝結(jié)水泵或凝結(jié)水回收裝置送至鍋爐房凝結(jié)水箱，這就是加壓凝結(jié)水回收系統(tǒng)。它實(shí)際是背壓和加壓回水系統(tǒng)的組合。六、凝結(jié)水回收系統(tǒng)的選擇以上介紹了各種凝結(jié)水回收系統(tǒng)的流程和特點(diǎn)，在凝結(jié)水回收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)工廠的實(shí)際情況選擇合理的系統(tǒng)。1、汽水兩相共存的凝結(jié)水回收系統(tǒng)汽水兩相流體在管中的流動(dòng)，由于比容大，所以比單純送水時(shí)所需的管徑大，管徑的大小是根據(jù)含汽量的多少而定，含汽量由產(chǎn)生的蒸汽量并扣除熱損失冷凝的汽量而定。一般用汽壓力0.3MPa的設(shè)備排出的凝結(jié)

13、水，采用汽水兩相輸送，這是經(jīng)濟(jì)的，但必須保證疏水閥正常工作，避免漏汽。對于用汽壓力較高的設(shè)備，排出的凝結(jié)水也可以采用汽水兩相輸送，但不同的是用汽壓力越高，凝結(jié)水的飽和溫度也越高。如果高壓凝結(jié)水排入低壓凝結(jié)水系統(tǒng)中，由于壓力的降低就會(huì)產(chǎn)生一定量的二次蒸汽。因而管徑必須加大，才能保證正常運(yùn)行。為了節(jié)省管材，可以采用一定壓力下輸送汽水兩相流，即高、低壓凝結(jié)水各自分流，見圖-6。采用分流還是合流由技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。例如，高壓用戶距凝結(jié)水回收水箱較近，蒸汽量大、用戶乂少，這樣可能分別設(shè)高低壓兩根回收管較為經(jīng)濟(jì)；低壓用戶少，距凝結(jié)水箱較近，也可采用分流系統(tǒng)。采用圖-6系統(tǒng)，在一定壓力下輸送汽水兩相流體，其

14、壓力是靠凝結(jié)水系統(tǒng)末端的二次蒸發(fā)箱控制的，從二次蒸發(fā)箱排出的蒸汽控制在一定壓力范圍內(nèi)，且集中排出二次蒸汽，所以二次蒸汽也比較易丁利用。從二次蒸發(fā)箱經(jīng)疏水閥排出的凝結(jié)水應(yīng)排入凝結(jié)水回收系統(tǒng)中。如果某些較高汽壓用戶的凝結(jié)水，采用獨(dú)立系統(tǒng)回收，當(dāng)僅著眼丁它有很大的背壓時(shí)，則可盡量減小管徑，此時(shí)壓力損失雖然大，也能輸送回去。但流速大乂是汽水兩相流體，彳艮容易發(fā)生水擊，應(yīng)予注意。當(dāng)個(gè)別用戶使用的蒸汽壓力很低，流量很小，距回水箱乂遠(yuǎn)或地形很不利時(shí)，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，若回收不經(jīng)濟(jì)，可以排放掉。為了保護(hù)環(huán)境及附近的建筑物，凝結(jié)水不應(yīng)任意排放，特別在寒冷地區(qū)，任意排放凝結(jié)水會(huì)使建筑物冷損。所以排放的凝結(jié)水，宜

15、降溫到排水所規(guī)定溫度后，再排入下水道。如果凝結(jié)水系統(tǒng)從用戶開始，逐漸抬高，且抬高的標(biāo)高差及沿程的壓力損失大丁大多數(shù)用戶的疏水閥最高工作背壓時(shí)，則只能把凝結(jié)水集中到可以回收的地點(diǎn)，設(shè)置凝結(jié)水加壓站或用凝結(jié)水回收裝置經(jīng)加壓返回鍋爐房凝結(jié)水箱中。當(dāng)凝結(jié)水回收系統(tǒng)中個(gè)別用戶的疏水閥所提供的最高工作背壓，不能滿足系統(tǒng)的要求，也可以用更換疏水閥的形式或加大疏水閥的閥孔，以提高疏水閥所提供的最高工作背壓，滿足系統(tǒng)的要求。如熱動(dòng)力式疏水閥的最高工作背壓只為0.5R,而倒吊桶式疏水閥加大閥孔,則可大大提高其疏水閥所提供的最高工作背壓。壓力凝結(jié)水系統(tǒng)中含一定量蒸汽，由丁管道散熱，蒸汽不斷冷凝，特別是保溫不良的管道

16、，冷凝尤為顯著。因此，在凝結(jié)水箱處，按含汽量情況，可以考慮是否設(shè)二次蒸發(fā)分離設(shè)備，如果凝結(jié)水中含汽量較多，則可設(shè)二次蒸發(fā)分離設(shè)備，并利用其蒸汽，如果到達(dá)凝結(jié)水箱處，凝結(jié)水中含汽量很小，或者是低丁100C的凝結(jié)水，都不必設(shè)二次蒸發(fā)分離設(shè)備。有壓力含汽的凝結(jié)水回收系統(tǒng)，由丁國內(nèi)目前尚無自動(dòng)排水裝置，不宜從疏水閥后抬高,而一直向下坡最為有利。這樣系統(tǒng)中就不會(huì)積存凝結(jié)水，可以避免再啟動(dòng)排水不暢現(xiàn)象發(fā)生。如果連續(xù)用汽，即使向上抬高，只要疏水閥提供的最高工作背壓能滿足系統(tǒng)的要求，系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)是正常的。而對丁問斷用汽，增加了放水的復(fù)雜性，這種系統(tǒng)由丁積水，啟動(dòng)不暢，延長了啟動(dòng)時(shí)間，對生產(chǎn)不利。這種現(xiàn)象不僅發(fā)生在含汽的壓力凝結(jié)水系統(tǒng)中，就是不含汽的凝結(jié)水系統(tǒng)，只要有水積存，也會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象。2、無二次蒸發(fā)的凝結(jié)水回收系統(tǒng)的選擇從節(jié)能的觀點(diǎn)出發(fā)，要盡可能減少熱量的散失，最好是凝結(jié)水離開疏水閥后，熱量就被利用。不含蒸汽的凝結(jié)水系統(tǒng)，可逆坡、抬高敷設(shè)，但逆坡和抬高同樣應(yīng)小丁疏水閥提供的最高工作背壓。無汽凝結(jié)水回收系統(tǒng)，也包括從疏水閥后經(jīng)二次蒸發(fā)箱分離出二次蒸汽的凝結(jié)水系統(tǒng)。在凝結(jié)水回收系統(tǒng)中，各用戶的連接方式不能強(qiáng)求一律。在整個(gè)系統(tǒng)中，有些用戶能分離出二次蒸汽并能利用，就應(yīng)分離利用；有的用戶能冷卻利用，就應(yīng)冷卻利用；有些用戶即不能分離也