蒸汽供熱系統(tǒng)節(jié)能

1、蒸 汽 供 熱 系 統(tǒng) 節(jié) 能 技 術(shù)Armstrong（中國(guó)）公司項(xiàng)目經(jīng)理石亞奇 蒸汽系統(tǒng)有五部分組成蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)；蒸汽輸送系統(tǒng)；蒸汽疏水系統(tǒng)；凝結(jié)水回收系統(tǒng)；1.凝結(jié)水處理系統(tǒng)。PTPT水處理水處理單元單元鍋爐鍋爐鍋爐鍋爐除氧器除氧器蒸汽凝結(jié)水產(chǎn)生系統(tǒng)輸送系統(tǒng)疏水系統(tǒng)凝結(jié)水回收系統(tǒng)凝結(jié)水處理系統(tǒng)h h系統(tǒng)系統(tǒng): : h h鍋爐鍋爐 * * h h管網(wǎng)管網(wǎng) * * h h設(shè)備設(shè)備+ + 凝結(jié)水回收凝結(jié)水回收+ + 廢蒸汽回收廢蒸汽回收- - 排污（環(huán)境污染排污（環(huán)境污染） 80+ % 鍋爐效率 95+ % 疏水閥完好率（GB12712-91） 80+ % 凝結(jié)水回收率（GB12712-91）

2、 60+ % 系統(tǒng)熱效率 系統(tǒng)基本平衡 - 蒸汽、水和熱量 專(zhuān)業(yè)的蒸汽系統(tǒng)維護(hù)蒸汽供熱系統(tǒng)主體蒸汽供熱系統(tǒng)主體 工業(yè)鍋爐系統(tǒng)工業(yè)鍋爐系統(tǒng)在用工業(yè)鍋爐總量在用工業(yè)鍋爐總量 35萬(wàn)臺(tái)萬(wàn)臺(tái)耗煤量耗煤量 3.1億噸億噸/年年（不包括熱電廠(chǎng)）（不包括熱電廠(chǎng)）熱能利用效率熱能利用效率30%（相當(dāng)于國(guó)際先進(jìn)水平的（相當(dāng)于國(guó)際先進(jìn)水平的 1/2）節(jié)能潛力節(jié)能潛力 8000萬(wàn)噸標(biāo)煤萬(wàn)噸標(biāo)煤/年年 （相當(dāng)于蒸汽系統(tǒng)全年總能耗的（相當(dāng)于蒸汽系統(tǒng)全年總能耗的 1/4） 蒸汽系統(tǒng)不平衡 二次蒸汽、余熱不利用 跑冒滴漏浪費(fèi)嚴(yán)重 大量凝結(jié)水不回收 關(guān)鍵產(chǎn)品質(zhì)量不合格 設(shè)計(jì) 選型 管理 維護(hù)存在較大問(wèn)題蒸汽產(chǎn)生系統(tǒng)蒸汽產(chǎn)生系

3、統(tǒng)蒸汽輸送及使用系統(tǒng)蒸汽輸送及使用系統(tǒng)凝結(jié)水回收系統(tǒng)凝結(jié)水回收系統(tǒng)A、蒸汽系統(tǒng)平衡的節(jié)能技術(shù)B、蒸汽疏水系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)C、凝結(jié)水回收系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)D、凝結(jié)水處理系統(tǒng)蒸汽系統(tǒng)平衡的節(jié)能技術(shù) 從系統(tǒng)和宏觀(guān)的角度對(duì)蒸汽系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)分析，把握和甄別諸如“汽平衡”， “熱平衡”，“水平衡”，“壓力平衡”和“合理回收與合理利用”的系統(tǒng)性問(wèn)題，是保證整個(gè)改造方案“技術(shù)路線(xiàn)”正確的基礎(chǔ)和必要保證。 1、蒸汽系統(tǒng)等級(jí)的確定； 2、各等級(jí)蒸汽產(chǎn)汽點(diǎn)的確定； 3、各等級(jí)蒸汽用戶(hù)的確定； 4、凝結(jié)水回收情況的確定； 5、鍋爐給水系統(tǒng)的確定； 6、蒸汽系統(tǒng)動(dòng)力裝置的確定。 整體規(guī)劃缺乏科學(xué)性 蒸汽梯級(jí)利用方面 “勢(shì)能”浪

4、費(fèi)的問(wèn)題 蒸汽排空的問(wèn)題 凝結(jié)水未回收，或未作鍋爐給水使用 無(wú)計(jì)量系統(tǒng)，數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)不完善 蒸蒸汽汽能能量量損損失失蒸汽排放高壓鍋爐中壓鍋爐減壓閥減壓閥中壓蒸汽用戶(hù)低壓蒸汽用戶(hù)除氧器凝結(jié)水 凝結(jié)水排放 散熱損失蒸汽泄漏閃蒸汽 機(jī)械能量損失 高壓蒸汽管線(xiàn)中壓蒸汽管線(xiàn)低壓蒸汽管線(xiàn) 1、不平衡要素的解決 蒸汽富裕： 蒸汽欠缺： 2、能量的優(yōu)化利用 減溫減壓器、排污水、放空蒸汽、凝結(jié)水排放、疏水閥設(shè)置不當(dāng) 3、蒸汽系統(tǒng)的改進(jìn)合合理理利利用用蒸蒸汽汽能能量量高壓鍋爐中壓鍋爐減壓閥減壓閥汽輪機(jī)中壓蒸汽用戶(hù)低壓蒸汽用戶(hù)除氧器閃蒸汽凝結(jié)水凝結(jié)水蒸汽疏水系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)這是整個(gè)系統(tǒng)診斷和優(yōu)化改造的首要環(huán)節(jié)，也是關(guān)

5、系整個(gè)系統(tǒng) “提高蒸汽熱能利用效率，有效回收凝結(jié)水” 的至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。 阻汽 及時(shí)連續(xù)排水 排空氣和其它不凝性氣體1、凝結(jié)水回收的問(wèn)題 按照GB/T 12712-9的5.3款關(guān)于“在蒸汽供熱系統(tǒng)中，用汽設(shè)備產(chǎn)生的凝結(jié)水，在技術(shù)上可行經(jīng)濟(jì)合理的前提下，必須回收”的要求，疏水系統(tǒng)必須首先考慮到凝結(jié)水環(huán)節(jié)的回收方式。 2、疏水系統(tǒng)的適應(yīng)性問(wèn)題 疏水系統(tǒng)在使用壽命、耐雜質(zhì)、耐水擊等適應(yīng)性方面提出了較高的要求。 3、蒸汽系統(tǒng)排空氣的必要性 保證設(shè)備安全運(yùn)行； 提高設(shè)備換熱效率； 延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。4、疏水閥是疏水系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié) 疏水閥的作用就是“阻汽排水”。它是實(shí)現(xiàn)疏水系統(tǒng)全部功能的主要載體和基本單元

6、?？梢哉f(shuō)，疏水閥決定著疏水系統(tǒng)，凝結(jié)水回收系統(tǒng)乃至整個(gè)蒸汽系統(tǒng)合理運(yùn)行的成敗。 全部 100% 正常運(yùn)行 (漏汽率5%) 60% 嚴(yán)重泄漏 (漏汽率10%) 30% 許多疏水閥處于跑汽狀態(tài), 形同虛設(shè)閥閥座座孔孔徑徑（i in n）月月蒸蒸汽汽損損失失（k kg g）每每月月成成本本（元元）每每年年總總成成本本（元元）1 1/ /2 23 37 78 8, ,8 80 00 02 26 6, ,5 51 16 63 31 18 8, ,1 19 92 27 7/ /1 16 62 28 88 8, ,9 90 00 02 20 0, ,2 22 23 32 24 42 2, ,6 67 76

7、63 3/ /8 82 21 13 3, ,2 20 00 01 14 4, ,9 92 20 01 17 79 9, ,0 08 80 05 5/ /1 16 61 14 47 7, ,4 40 00 01 10 0, ,3 31 18 81 12 23 3, ,8 81 16 61 1/ /4 49 95 5, ,3 30 00 06 6, ,6 67 71 18 80 0, ,0 05 52 23 3/ /1 16 65 53 3, ,0 00 00 03 3, ,7 71 10 04 44 4, ,5 52 20 01 1/ /8 82 23 3, ,8 80 00 01 1, ,6

8、66 66 61 19 9, ,9 99 92 2（假定蒸汽單位成本為（假定蒸汽單位成本為7070元元/ /噸）噸）阻止蒸汽泄漏可節(jié)約蒸汽阻止蒸汽泄漏可節(jié)約蒸汽10% - 25%供熱系統(tǒng)凝結(jié)水回收及蒸汽疏水閥技術(shù)管理要求蒸汽疏水閥完好率90% 完好率=配備率合格率 蒸汽供熱系統(tǒng)中，所有產(chǎn)生凝結(jié)水的用汽點(diǎn)，其凝結(jié)水出口必須安裝相匹配的疏水閥，不允許用截止閥代替。機(jī)械式倒吊桶型，浮球型（杠桿、自由式），自由半浮球型（UFO）熱靜力式壓力平衡式/波紋管、膜盒固體膨脹式/雙金屬片型液體膨脹式/恒溫疏水閥熱動(dòng)力式圓盤(pán)、脈沖型、迂回型（迷宮式）1、節(jié)能要求（節(jié)汽率）英國(guó)帝國(guó)化學(xué)公司 疏水閥泄漏試驗(yàn)報(bào)告 疏

9、水閥類(lèi)型中壓低壓熱動(dòng)力疏水閥1.09 kg/h0.84 kg/h倒置桶疏水閥0.44 kg/h0.42 kg/h壓力平衡熱靜力疏水閥未測(cè)0.1 kg/h2、壽命要求英國(guó)帝國(guó)化學(xué)公司 疏水閥壽命試驗(yàn)報(bào)告 疏水閥類(lèi)型中壓1.4MPa 熱動(dòng)力疏水閥12 個(gè)月倒置桶疏水閥5-7 年壓力平衡式疏水閥6 個(gè)月雙金屬片疏水閥2-3 年Which Trap Lives Longest?01234520406080Life Test at ArmstrongSteam LossLb/HrYears in ServiceDiskInverted Bucket圓盤(pán)式圓盤(pán)式倒吊桶式倒吊桶式蒸汽泄漏量蒸汽泄漏量工作壽命

10、工作壽命 從影響疏水閥壽命的主要五種因素分析； 從疏水閥密封形式上分析； 從閥門(mén)修復(fù)性上分析； 從受環(huán)境溫度的影響上分析； 通過(guò)各種疏水閥性能對(duì)比及分析，可以看出v倒置桶式疏水閥性能最佳，壽命最長(zhǎng)，v熱動(dòng)力式疏水閥最差 3、疏水閥耐背壓性能要求：、疏水閥耐背壓性能要求：機(jī)械式： 實(shí)際最高工作背壓=0.8疏水閥實(shí)際工作壓力熱動(dòng)力式：實(shí)際最高工作背壓=0.5疏水閥實(shí)際工作壓力熱靜力式：實(shí)際最高工作背壓=0.3疏水閥實(shí)際工作壓力 由于考慮凝結(jié)水回收對(duì)疏水閥耐背壓性能的較高要求， 熱動(dòng)力式和熱靜力式疏水閥均不適用。 4、疏水閥疏水方式： 當(dāng)用汽設(shè)備內(nèi)要求不得積存凝結(jié)水時(shí)，應(yīng)選用能連續(xù)排放飽和凝結(jié)水的機(jī)

11、械型蒸汽疏水閥。特特 點(diǎn)點(diǎn) 倒倒置置桶桶型型 浮浮球球型型 圓圓盤(pán)盤(pán)型型 熱熱靜靜力力型型 疏水方式 連續(xù) 連續(xù) 間斷 間斷 節(jié)能（工作時(shí)間） 優(yōu)秀 良好 不好 一般 耐磨損 優(yōu)秀 良好 不好 一般 耐腐蝕 優(yōu)秀 良好 不好 一般 耐水擊 優(yōu)秀 不好 優(yōu)秀 不好 蒸汽溫度下排空氣和 CO2 可以 不可以 不可以 不可以 在背壓下工作 優(yōu)秀 優(yōu)秀 不好 優(yōu)秀 耐冰凍 良好 不好 良好 良好 清洗系統(tǒng)的能力 優(yōu)秀 一般 優(yōu)秀 良好 極小負(fù)荷時(shí)的性能 優(yōu)秀 優(yōu)秀 不好 優(yōu)秀 對(duì)凝結(jié)水的反應(yīng) 立即 立即 延遲 延遲 處理污物的能力 優(yōu)秀 不好 不好 一般 處理閃蒸汽的能力 一般 不好 不好 不好 機(jī)械

12、故障（開(kāi)關(guān)） 開(kāi) 關(guān) 開(kāi) What Does ICI Suggest?ICI Engineering Design Guide EDG.PIP.30.01A帝化工程設(shè)計(jì)手冊(cè)帝化工程設(shè)計(jì)手冊(cè) PPI.30.01A1_IB Traps 倒置桶疏水閥首選，所有場(chǎng)合 2_F&T traps 浮球熱靜力疏水閥大排量場(chǎng)合3_BP Thermostatic traps 熱靜力疏水閥非關(guān)鍵伴熱場(chǎng)合4_Bi-metal traps雙金屬片疏水閥低壓防凍場(chǎng)合5_Disk traps 熱動(dòng)力疏水閥(園盤(pán)式) 不推薦使用 凝結(jié)水回收系統(tǒng)節(jié)能技術(shù) “承上啟下”的環(huán)節(jié); 通過(guò)不同回收方式加以回收； 進(jìn)行取熱和精處

13、理，并最終作為鍋爐給水送交鍋爐使用。 回收利用凝結(jié)水的意義v 節(jié)約水資源v 減少酸、堿耗量v 節(jié)約能源減少除氧器耗量v減少環(huán)境污染減少酸堿污水排放量減少鍋爐煙塵、CO2、NOx的排放量減少熱水排放污染 除鹽水或軟化水價(jià)值 + 熱值+ 排污費(fèi)- 水處理成本= 凝結(jié)水的直接價(jià)值舉例說(shuō)明下一節(jié)除鹽水價(jià)值約為610元/噸，包括 新鮮水價(jià)值1.21.4噸/噸除鹽水 酸堿費(fèi)用 電耗費(fèi)用 酸堿污水處理費(fèi)返回?zé)嶂?折合成低壓蒸汽價(jià)值 約為蒸汽價(jià)格的10%排污費(fèi) 13元/噸回收50噸/小時(shí)凝結(jié)水年運(yùn)行8000小時(shí)年回收利用效益為：80005014 = 560萬(wàn)元/年 除鹽水價(jià)格： 6元/噸+ 蒸汽價(jià)格：70元/

14、噸+ 排污費(fèi)： 2元/噸-水處理費(fèi)用： 1元/噸凝結(jié)水的直接價(jià)值 =6+7010%+2-1 =14元/噸返回 水資源短缺已成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的嚴(yán)重制約因素 水是稀缺資源水利部長(zhǎng)在第三屆世界部長(zhǎng)級(jí)水論壇上的演講全國(guó)669座城市中i 400座供水不足i 110座嚴(yán)重缺水F 重視和加強(qiáng)對(duì)水資源的配置 節(jié)約和保護(hù)F 努力提高用水效率和效益F 提高水資源和水環(huán)境的承載能力F 建設(shè)節(jié)水防污型社會(huì)返回凝結(jié)水回收率每提高10%，系統(tǒng)熱效率則提高1.5%國(guó)標(biāo)規(guī)定：凝結(jié)水回收合格率不得小于60%凝結(jié)水回收率=年回收的合格凝結(jié)水量年間接加熱產(chǎn)生的可被回收的凝結(jié)水量100%凝結(jié)水回收率的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定級(jí)別回收率優(yōu)80%合格 80%60%不合格 60%1、回收方式的選擇 重力回水 背壓回水（余壓回水） 加壓回水 以疏水閥余壓為動(dòng)力將凝結(jié)水及閃蒸汽輸送到指定回水點(diǎn)。適用于加熱蒸汽壓力比較高、回水背壓不太高的各種加熱設(shè)備，對(duì)于疏水閥的完好率要求非常高。