[gbk] 蒸汽系统节能减排2015 [gbk] .2.14王总定稿2015.3.9

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1、根除蒸汽热力系统“余压余热”的产生提高蒸汽热能的一次利用率-------论将高温饱和水及蒸汽凝液的排出温度控制在100℃以下王国际天津市单飞科技开发有限公司摘要：1、蒸汽热力系统排放环节包括：锅炉的排污水、供汽管网、间接加热设备蒸汽凝液等，上述环节均存在排放高温饱和水及蒸汽凝液造成高显热的流失浪费；2、饱和蒸汽系统传统设计中的补偿措施—“余压余热”的回收利用，掩盖了提高蒸汽热能一次利用率的实质性问题；3、饱和蒸汽系统热能浪费的根源在于“放热理论”的局限性，导致“高温饱和水及蒸汽凝液显热流失浪费”的合理化；排水器件-----疏水阀存在功能缺陷

2、造成15-20%的蒸汽热能浪费；4、解决方案：完善“放热理论”，限定饱和水及蒸汽凝液的排出温度稳定地控制在100℃以下。创新排水器件的设计理念和设计结构；改间歇性排水为连续排水方式；增加排水控温功能、排量调控功能；将排水控温功能和排量调控功能标准纳入排水器件的国家标准关键词：高显热流失浪费；排水控温100℃以下；排水器件；放热理论；提高蒸汽热能的一次利用率引言蒸汽加热广泛用于石油、化工、纺织、印染、橡胶、造纸、制药、粮油食品加工、木业加工等行业。有50%以上的工业企业需用蒸汽进行生产加工。蒸汽的使用方式：过热蒸汽以膨胀做功为主，饱和蒸汽多用

3、于过程加热。蒸汽热力系统的运行包括五个环节：1.锅炉（产生蒸汽）、2.输送系统（管网）、3.使用终端（蒸汽使用设备）、4.饱和水、蒸汽凝液的排放回收系统、5.系统保温。一、蒸汽热力系统热能流失浪费的主要问题1.1、系统运行排放环节中热能流失浪费的现状1.1.1锅炉排污工艺存在的问题锅炉中经加热的水在汽化过程中，由于水中盐分不断累积，造成锅炉内部结垢、腐蚀以及影响蒸汽质量，因此需要进行排污操作。锅炉的排污水压力与锅炉运行压力相等且为饱和水，含有高显热，同时含有一定量的蒸汽，造成蒸汽浪费。虽然目前锅炉排污过程中的高温盐水进行了回收利用，但是该过

4、程会直接影响锅炉的产汽效率。1.1.2蒸汽管网以及间接加热设备蒸汽凝液的排放7不同的加热工艺蒸汽凝液的形成压力、温度各有不同，不同的工艺过程蒸汽凝液的产生量也不相等。供汽管网中的蒸汽凝液经管网区间设置的排水井排出；间接加热设备中的蒸汽凝液经低位排水管口排出。蒸汽凝液的排放控制方式有三种：（1）通过系统配置的疏水阀来实现，（设计选型--参见SPIRAX蒸汽和冷凝水系统手册第13章）。疏水阀具有自动排水阻汽功能，能将蒸汽凝液自动排出。但是在使用过程中疏水阀普遍存在着有效周期短、失效快、排水时漏汽等久治不愈的“顽疾”。（2）人工定时排放蒸汽凝液。

5、该方式主要用于供汽管网和用汽设备启动时段，此方法造成蒸汽凝液的囤积，增大输送阻力，降低输送效率，排放末期会造成汽水同排问题。（3）将蒸汽凝液直接排放进行回收利用。由于没安装疏水阀，对不同时段产生蒸汽凝液的排出量无法进行有效控制，很难做到只排水、不排汽。当前汽水同排问题加大了蒸汽热能的浪费。综上所述，蒸汽凝液排放环节造成系统“余压余热”的产生，究其根源在于：蒸汽凝液的排放不管采取上述何种方式，由于所排放的水为高温带压蒸汽凝液，排放过程没有控温手段，排出后由于系统与环境之间的压降会立刻产生二次蒸汽。然而上述现象一直被人们习惯性地认为是系统正常运

6、行中必然要产生的“乏汽”。笔者经过多年的实践探索，通过对蒸汽热力系统的积液装置内不同温度纯蒸汽凝液的排量进行大量检测后发现：“以100℃蒸汽凝液排量为基准，随着水温的增高，蒸汽凝液排量逐渐减少”。该现象直接反映出高于100℃的蒸汽凝液体积增大，导致蒸汽凝液质量排量减少。造成凝液体积增大除了热膨胀因素之外的另一重要原因是水中裹挟着不同比例的蒸汽（水中的含汽率）。经测算，不同形状用汽设备在形成不同温度蒸汽凝液过程中，单位体积中蒸汽凝液会裹挟1‰-8‰左右的蒸汽，会增大1%-5%的水中显热。结论是：“如不能有效控制含汽凝液的排放，则会加大水中显热

7、的流失浪费”。1.2蒸汽加热系统节能在传统设计上的被动补救措施—“余压余热”的回收利用由于世界上现有技术无法彻底解决蒸汽凝液排放环节存在的“余压余热”问题，因此，对排放环节的“余压余热”加以回收利用，成为饱和蒸汽系统的首选节能方案。1.2.1开放式余压余热的回收利用方式用汽系统排水端经疏水阀将带压蒸汽凝液排入集水点，经水泵送至回用点，产生的二次蒸汽对空排放，只回收利用100℃以下的蒸汽凝液。该方式可以直接看到疏水阀的失效漏汽，便于诊断和维护。1.2.2密闭式余压余热的回收利用方式用汽系统排水端经疏水阀将带压蒸汽凝液排入回收管网，经管网流回末

8、端回用点7进行回收利用。该方式因疏水阀出水端与回收管网并联，疏水阀发生失效漏汽难以发现，一旦设备巡查管理不到位会造成蒸汽的直接流失浪费。1.2.3梯级式余压余热的回收利用方式将高