蒸汽加热水的板式换热器.doc

    蒸汽的热能由显热和潜热两部分组成，通常用汽设备只利用蒸汽的潜热和少量的显热，释放潜热和少量的显热后的蒸汽还原成高温的凝结水，凝结水是饱和的高温软化水，其热能价值占蒸汽热能价值的25%左右， 而且也是洁净的蒸馏水，适合重新作为锅炉给水。板式换热器。 因此，采取有效的回收系统，最大程度回收系统的热能和软化水是非常必要的，它不但可以节能降耗，也可以消除因二次闪蒸汽的排放而对厂区环境造成的污染，无论是在经济效益还是社会效益上都有十分重要的意义。蒸汽在用汽设备中放出汽化潜热后,变成凝结水,经疏水器排出,凝结水通过回收管网汇集到凝结水池(罐)中,由凝结水回收装置送到锅炉或其它用热处,如除氧器等,这就是凝结水回收系统。该系统的作用在于回收利用凝结水的热量(包括闪蒸汽热量)和软化水。凝结水是一种“优质资源”,对这种优质资源进行充分、有效的回收利用是蒸汽供热系统中最为重要的节能、节水措施。
    换热机组设在企业凝结水泵房,可以减少土建投资,二次网供热在企业范围内可以利用原有的架空管网支架,新敷设两根DN150管,出厂区后采用地沟敷设;换热机组设二级换热,一级为板式水—水换热器,在凝结水池地下泵房设循环水泵,为一次水换热机组与凝结水池循环,充分利用凝结水池的热量。二级为管壳式汽—水换热器,为了采暖系统的稳定运行,进行机组出水温度的调节,使整体采暖系统在能源综合利用的同时,保证所带建筑物的采暖稳定可靠。
    1、负荷及参数确定
    (1)进入凝结水池的凝结水(汽水混合物)按15t/h考虑,其中凝结水13t/h,乏汽2t/h。
    (2)凝结水循环利用按90度出水, 70度回水,循环水量68·5t/h。
    (3)凝结水可利用热量1·6MW。
    (4)根据长治地区住宅供热指标72W /m2,热负荷1·6MW可带建筑面积2·22万平方米。
    (5)二级换热器起调节作用,按热负荷0·6MW考虑,新蒸汽(0·3MPa)用量0·75t/h,可带建筑面积0·83万平方米。
    (6)本系统建成后可带建筑面积3·05万平方米。
    (7)本系统设计方案比较可行,一方面能源利用可以带一部分建筑采暖,另一方面也可以起到凝结水池降温作用,保证了锅炉房除氧上水及锅炉设备的正常运行,本套系统更能充分地利用凝结水热量,并且保证锅炉上水系统的安全运行。

    2、初步计算及设备选型
    (1)参数设定
    总热负荷: Q=2·2MW
    二次网供水温度: T2=85℃　回水温度: T1=60℃一级换热一次网供水温度: T2=90℃　回水温度: T1=70℃
    二级换热蒸汽: 0·3MPa利用热源凝结水: 15t/h (汽水混合物),其中凝结水13t/h,乏汽2t/h。
    (2)计算
    二次网循环水量G=3·6Q÷Cp (T2-T1) =75·6t/h凝结水传热量Q = 0·278 [13t/h ( t2 - t1) + 2t/h(h2-h1)] =1·6MW
    一次网循环水量G=3·6Q÷Cp (t2-t1) =68·5t/h
    二次网一级换热器出水温度T′=78℃1·6MW=0·278×75·6t/h×Cp (T′-T1)
    二级换热蒸汽(0·3MPa)用量: G =0·6MW÷0·278(h2-h1) =0·9t/h
    (3)设备选型及技术要求
    ①换热机组
    二次网循环泵: Q=100t/h　H=32m　N=15Kw　2台
    板式水—水换热器(一级): F=50m2　2台
    立式湍流管壳式汽—水换热器(二级): F=12m2　1台
    ②设备技术要求
    为组合机组,配电及自控随机;循环泵变频控制,变频器采用ABB产品,信号采自二次网出水温度。采暖系统定压补水,信号采自二次网回水压力,不设补水泵由凝结水循环泵出水管道接入,用电动调节阀控制。立式湍流管壳式汽—水换热器进汽采用电动调节阀控制,信号采自二次网出水温度;机组配带所有阀部件和一个反冲洗过滤器,电动调节阀采用进口西门子产品,水泵采用上海凯泉产品,机组到货后只需连接外部管道即可使用。
    ③凝结水循环泵:
    凝结水热水循环泵: Q=50t/h　H=32m　N=7·5KW　2台
    要求:配电及自控随机,变频控制,信号采自板式水—水换热器出水温度。
    3、经济效益分析
    1 .减少锅炉补给水量、节约用水和运行费用 工业锅炉的补给水一般采用离子交换软化处理，对于碱度较高的原水还需采用软化-降碱处理。原水硬度越高，水处理的运行费用越大。若以多数地区原水平均硬度为 4mmol/L计，每吨水软化处理的运行费用约0.8元（其中包括再生剂消耗、再生水耗、树脂损耗及耗电等，而不包括设备和树脂等投资、维修及操作人员费用）。若回收蒸汽凝结水作锅炉给水，就可减少补给水处理量，不但能节约大量用水，而且降低水处理运行费用。 此外，将蒸汽凝结水回收作锅炉给水，还可缩小或简化补给水处理系统，节省投资，尤其对碱度较高的原水，当凝结水回收率较大时，有的可省去降碱处理的氢离交换系统，这可使投资减少约50%左右。
    2 .提高给水品质，降低锅炉排污率 在锅炉运行中，一方面为了保持蒸汽品质良好，防止受热面结垢，必须对锅炉进行适当的排污。另一方面，锅炉排污越多，造成热能、给水和药剂的损失就越多。因此，通常要求在确保锅水各项指标达到合格的前提下，尽量降低锅炉的排污率。当锅水中允许的杂质含量确定后，应控制的锅炉排污率大小取决于给水中的杂质含量。在正常情况下，蒸汽凝结水相当于纯净水，杂质含量极低。对于工业锅炉来说，当凝结水回收作给水时，回收率越高，给水品质就越好，一般杂质含量可降低5～10倍，由此可大大降低锅炉排污率。 对于采用锅内加药处理的锅炉，利用凝结水作给水能显著降低给水硬度，不但可减少防垢处理的药剂用量，而且更有利于使水质达到国家标准，防止锅炉结垢。
    3 .提高给水温度，降低燃料消耗 一般蒸汽凝结水的温度都较高，在适当的保温措施下，回水的温度可达120℃或以上，而初始补给水的水温只有5℃～35℃，两者温差可达100℃以上。因此，用凝结水作给水就可大量节约能源，减少燃料费用，尤其对于燃油、燃气锅炉来说，可获得的经济效益更为显著。
    4 .降低给水溶解氧含量，减少氧腐蚀 给水中的溶解氧是锅炉运行中发生腐蚀的主要因素之一。目前较常用的除氧方法为热力除氧和加药化学除氧。由于在一定的压力下，氧在水中的溶解度是随着水温升高而降低的，水温越低含氧量就越高。如果给水全部为软化水，在冬季锅炉负荷较大的情况下，无论是热力除氧还是化学除氧，除氧效果往往都难以达到合格标准。而利用凝结水作给水，不但提高了水温，而且凝结水中的溶解氧含量较低，可确保给水余氧含量达到合格标准。即使对于给水无除氧措施的小型工业锅炉，回收凝结水可大幅度提高给水温度，也能降低水中溶解氧含量。根据水中氧含量与温度、压力的关系，在常压下，水温升高60℃，含氧量可降低66%～80%，可显著减少锅炉的氧腐蚀。 
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