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1、2010年第1期节能(总第330期)ENERGYCONSERVATION—69—高温凝结水回收及热能的梯级利用1123杨辉,陈贵军,马庆海,苏保沉(1.大连理工大学能源与动力学院,辽宁大连116024;2.大连理工大学新能源与节能研究中心,辽宁大连116024;3.大唐国际锡林郭勒盟煤化工项目筹备处,内蒙古自治区多伦027300)摘要:通过对不同压力的蒸汽冷凝水热能品位分析,提出冷凝水梯级闪蒸产生二次闪蒸汽代替低压蒸汽进行伴热和采暖方式,闪蒸后冷凝水采用密闭式回收方式回收,杜绝了二次汽排放,减轻了凝结水的氧腐蚀。关键词:冷凝水品位;饱和凝结水
2、梯级闪蒸;密闭式冷凝水回收中图分类号:TK227.8文献标识码:B文章编号:1004-7948(2010)1-0069-04引言1企业蒸汽系统现状蒸汽作为一种热能载体,广泛应用于化工行业生产中。蒸汽放热后变为近乎同温同压的饱和凝结1.1通过减温减压器产生的蒸汽水,含有的热量可达蒸汽全部热量的20%～30%,而该项目最大负荷时蒸汽平衡示意图如图2所且压力和温度越高,凝结水含有的热量就越多。饱示。现使用4个压力等级的蒸汽:高压蒸汽和水及水蒸气的热力学性质可用图1简单说明。(8.73MPa/535℃、8.73MPa/310℃);次高压蒸汽(3.8M
3、Pa/410℃、3.5MPa/245℃);中压蒸汽(0.9MPa/185℃);低压蒸汽(0.4MPa)。除高压蒸汽外,各压力等级的蒸汽均有一定量是由较高压力等级的蒸汽通过减温减压器得到:42.23t/h的3.8MPa蒸汽由8.73MPa蒸汽通过减温减压器产生,54.15t/h的0.9MPa蒸汽由3.8MPa蒸汽通过减温减压器产生,165.87t/h的图1水-水蒸气热力特性0.4MPa蒸汽由0.9MPa蒸汽通过减温减压器产生。从图1上的蒸汽总热曲线和冷凝水显热曲线1.2高压冷凝水的闪蒸可以发现,蒸汽所携带的总热量远大于同温度下的饱和水含有的热量
4、,多出的部分就是对应压力下的该煤化工项目设有1套冷凝水闪蒸装置。全汽化潜热。例如2bar(绝对压力)的蒸汽的汽化潜部高压冷凝水(约71.82t/h)和部分次高压冷凝水热可以是水的显热的4倍多。(数量未统计)均进入该装置进行闪蒸,产生约某煤化工项目筹备处蒸汽换热设备多,产生的35.79t/h的0.9MPa二次闪蒸汽。冷凝水量很大。该煤化工项目的蒸汽由5台锅炉1.3中低压冷凝水的排放和气化炉、MTP反应器、甲醇合成汽包等化工装置部分次高压冷凝水、中压冷凝水和低压冷凝水产生,蒸汽加热设备多为热交换器。提出密闭回收均进入冷凝水回收站的低压冷凝水储存罐
5、,储存罐中低压冷凝水,对其按照蒸汽压力等级进行梯级闪压力设定为0.3～0.4MPa。现有的低压冷凝水存蒸,闪蒸汽供换热设备使用,利用冷凝水替代部分储罐直接和大气相通,产生的二次蒸汽约170t/h,低压蒸汽伴热管道和全厂的蒸汽采暖,从而减少从没有利用。相当于低压冷凝水直接排放掉,造成极管网的蒸汽需求量,节约能源。大的浪费。节能2010年第1期—70—ENERGYCONSERVATION(总第330期)图2蒸汽平衡图(最大负荷时)1.4伴热和采暖用中低压蒸汽透平,便可将这部分能量利用上。蒸汽拖动透平做各分厂的伴热和采暖均采用中压和低压蒸汽。功,直
6、接驱动如水泵等辅助生产设备,这样可以节伴热包括设备伴热和管道伴热,用于伴热的蒸汽压力省原来电动机的用电,降低能耗。状态变化蒸汽功为0.9MPa,温度为185℃,耗气量33t/h;用于采暖的率如表1所示。蒸汽压力为0.4MPa温度为200℃,耗气量65t/h。表1蒸汽状态变化产生能量的功率降压前参数降压后参数蒸汽量功率2蒸汽的合理利用和冷凝水余热应用MPa/℃MPa/℃/t·h-1kW8.73/5353.8/41038.822550针对全厂蒸汽系统出现的问题,提出了可行的3.8/4100.9/18545.555611改进方法和改造措施。通过这些
7、引进和改造,蒸汽0.9/1850.4/155165.871050的使用更加合理,冷凝水的余热可以得到充分利用,达到节约能源和降低成本的目的。透平效率按0.4计算,年工作8000h,则节省72.1改减温减压器为蒸汽透平电量3.68×10kWh,按电费0.4元/kWh计算,年全厂蒸汽用量大,其中有要通过减温减压器的节约电费1100余万元。蒸汽量为:8.73MPa蒸汽,38.82t/h;3.8MPa蒸2.2冷凝水的密闭式回收汽,45.55t/h;0.9MPa,165.87t/h。这些蒸汽经减全厂的中低压(0.9MPa和0.4MPa)冷凝水罐温减压器
8、,由较高参数降至较低参数,再供给下一与大气相通,实际上是开式回收,该冷凝水汽化潜等级用汽。热和显热没有利用,大量的闪蒸汽对空直排,热量这个过程,蒸汽参数的变化较大,
