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1、用高温水取代蒸汽作为工业用热王宗林(机械工业部第九设计研究院,吉林长春130011)[摘要]阐述了高温水的特点、优点和不足,经过对高温水系统和蒸汽系统的分析,论证了用高温水取代蒸汽作为工业用热的可行性及其巨大的经济效益和社会效益,指出高温水的应用有着广阔的发展前景。[关键词]高温水;蒸汽;工业热源[中图分类号TK521+31[文献标识码A[文章编号1007-9467(2001)02-0039-03一、概述我国推广、应用高温水已近20年了,但至今还仅仅局限在采暖、空调、生活用热方面,大量的用热基本上还是蒸汽的天下。我国工业锅炉总安装台数约
2、为50万台,总蒸吨数约为12万t;其中蒸汽锅炉35万台,约占70%。用煤约3.1亿t,占全国燃煤总量的三分之一,而蒸汽系统的热能利用效率仅有30%左右,仅为国际先进水平的一半。85万t的蒸汽锅炉,绝大部分为工业用热提供蒸汽。而工业用热参数基本上为0.8MPa以下的饱和蒸汽。150℃的高温水,甚至110℃的高温水即可以满足工艺生产加热的需要。因此,用高温水取代蒸汽作为工业用热,是全面提高我国能源系统的热能利用效率的重要措施,是高温水应用的新领域,有着极其巨大的推广市场,广阔的应用前景和可观的经济效益,是热能工作者在能源领域面临的重大新课题
3、,将对我国工业用热的构成和整个能源领域及相关产业产生颇为重大的和深远的影响。高温水的温度线如何划分,国内外均尚无定论,本文暂将高于100℃的热水称之为高温水。为什么我国的工业用热基本上还是以蒸汽作为加热热源,极少将高温水作为加热热源?笔者认为,其主要原因是人们没有认识到可以从高温水系统中获得巨大收益;设计人员习惯采用蒸汽系统作为工业用热的热源,没有从固有的思维定式中解放出来,对蒸汽的性质了解较多,工程设计上轻车熟路;对高温水系统缺乏了解和研究;很少研究用高温水取代蒸汽作为工业用热的经济性和可行性;建设单位作为用户常常更少研究,往往相信设
4、计单位的方案,这些都是阻碍高温水系统推广应用的主要原因。为了使我国蒸汽系统尽快弥补上热能利用效率和国际先进水平差一半的巨大差距,热盼本文能起到抛砖引玉的作用。二、高温水的优点与不足1.高温水的优点高温水具有优越的热能贮存特性。循环水量一定的高温水系统,可拥有相当大的水容积,而水容积一定的高温水系统可贮存相当的热能。对于工业生产中较大热负荷变动,较为适应,亦能满足高峰负荷用热,而循环水量恒定。对于蒸汽系统来说,适应热负荷波动的能力相当有限。这是因为适应热负荷波动的能力,取决于蒸汽锅炉产汽的快捷程度,以及会不会引起用户压力和温度的下降。热能
5、科技人员知道,供热系统的蓄热能力与单位体积的热容量有关。同体积的150℃高温水是同体积0.8MPa的饱和蒸汽蓄热能力的40多倍。倘若锅炉房因故停止供热,而用户仍需加热时,高温水系统在一定的时间内可比蒸汽系统输送更多的热能。同体积的高温水要比同等条件下同体积的蒸汽多释放20多倍的热能。高温水供水温度高于100℃,要比同体积的饱和蒸汽放热能力高,获得的效益高。高温水系统敷设、供给方便。高温水系统为闭式压力循环系统,供热介质始终保持为液态,其供水管和回水管在管道布置时可不受条件限制,架空亦行,埋地亦可,灵活方便。而蒸汽、凝结水系统则不同,它需
6、要一定的坡度,以方便疏水,在工业用热中,特别是不连续用热的情况下,受地形、敷设方式、用热条件的影响极大,凝结水余压回收极为困难。采取压力方式回收凝结水,使系统趋于复杂。现在常用的开式凝结水回收系统,造成二次汽的大量损失和热污染。高温水系统是闭式压力循环系统,其系统的补给水率极低。和民用用热的采暖系统有颇大区别,鲜有丢水现象。高温水系统的漏损仅仅在泵轴和阀杆处的滴漏。有关资料介绍表明,每昼夜的补水仅为系统水容量的～0.5%左右。GJJ34-9《0城市热力网设计规范》中规定“闭式热水热力网的补水率,不宜大于总循环水量的1%”。封闭的高温水系
7、统,其补给水要进行化学处理,其水质符合下述要求,溶解氧0.1mg/L。总硬度0.7mg/L;悬浮物5mg/L。封闭的高温水系统一旦完成了系统内的化学处理,其整个内部系统处39总第166期2001年第2期工程建设与设计在相对无腐蚀的环境之中。对于蒸汽系统来说,补给水量可以从1%直至100%。补水率的高低和凝结水回收方式、水质情况、换热方式、排污方式有关,并直接影响化学水处理设施及其运行费用。蒸汽管网的泄漏损失更是惊人。我国蒸汽管网约有30%的疏水器处于严重漏气状态,60%处于超标漏汽状态,再加许多应装疏水器而未装的漏汽,这三部分泄漏的蒸汽
8、每年可达1亿t。疏水器使用寿命国家标准规定为8000h,现行产品一般亦就4000h左右,即疏水器的使用寿命仅为1～2年,实际上年久失修的疏水器在大量使用。国家标准规定凝结水回收率要达到80%,国际上较先进的
