目前还有不少单位,将热交换设备排出的凝结水白白放掉,车间内或外部,汽雾腾腾。这不但浪费了热能,还浪费宝贵的水资源,又造成环境热污染。
在市场竞争十分激烈,水资源越来越短缺,环保问题越来越被重视的今天,再这样浪费及污染环境简直是不能容忍的。
凝结水的回收方法有以下三种:
1、重力回收:必须遵循水往低处流的规律,要有特殊的地形,一般的企业难以做到。
2、加压回收:需要配置热水泵系统和相关的控制设备,投资大,占地,耗电,易损,热污染,且运行成本高。
3、无泵背压自动爬高回收:无需任何外加动力,不耗一度电,利用阀后的高背压率和科学合理的管路设计,实施凝结水无泵背压自动爬高回收,投资少,见效快,收益高。
回收高温水最一般的办法是大家熟悉的水池--水泵系统。其需耗电、热水泵易汽蚀损坏,且又有环境热污染。更好的密闭式自动泵系统,可消除热污染。但其投资大,运行中要继续用电,使用寿命也不理想。
杭州西湖阀门厂李嘉贵先生大力提倡低成本、高效益的凝结水回收系统——高温凝结水无泵背压自动提升回收系统。
1、系统的组成:自动提升疏水阀组、科学合理的管理设计。
2、运行原理:利用疏水阀阀后的高背压、高温凝结水在管道内流动时密度变化的规律(水、汽二相流体)和合理的管路设计,将高温凝结水自动提升到一定高度再回收利用。
3、特点:多点提升并管集中回收,无需外加任何动力,不耗一度电;投资少、安装简便、运行稳定;使用寿命长,无热污染,凝结水回收率>95%。
0.2MPa可将凝结水自动提升(扬程)10m以内。
4、理论根据:
我们所以大力提倡应用无泵背压回收系统实施凝结水的回收,其理论根据主要有三点:
a.杭州西湖阀门厂生产的“李氏”牌疏水阀具非常优异的性能。在无泵背压回收系统中,“李氏”阀出口处必然有一定的背压(如0.1MPa),使疏水阀的进出口压差比通常有所降低,但我们配置的疏水阀还是具有可靠的排水能力(包括了备用系数要求),能及时的将设备中生成的凝结水排尽,即设备内不会积水,也就绝不会影响生产工艺要求,更不会有水击现象。而这一些正是用户十分关心的问题,也是我们作工程设计时,首先注意的问题。
b.高温凝结水在管道内流动时,由于沿程压力的变化,凝结水的密度也是变化的。如在0.1MPa下,饱和水密度为942kg/m3。而在回水管的爬高段,其密度将发生指数规律变化。据我们多年研究,爬高管段的凝结水密度ρ的变化规律,其唯象公式是ρ=ρ0e-a√h其中a为某常数,h(单位:米)ρ0为爬高段底部处的凝结水密度。所以爬高管段的压损将不再是传统理想的数值,而是小得多。经回水管路压损数值多次实测,都证明了这一变化律。并由此推断,大部分低压用汽设备,只要有一定回收价值的凝结水,都可以考虑投资最省的无泵背压回收系统以回收凝结水。
c.按流体力学规律作保守可靠的水力计算,并留有一定的余地。我们在工程设计作水力计算时,按阻力平方区规律,并控制凝结水流速。不仅保证回水管网的输水量要求,并确保管网的安全运行,还使管网的输水能力留有一定余地。
高温凝结水无泵背压自动提升回收系统的节能效益来自三个方面:
1.节汽产生的节能效益:
目前,企业设备上使用的疏水阀种类比较繁多,可归纳为两大类:热动力型和机械型,其使用效果普遍不理想。热动力型疏水阀,由于结构上和动作原理上的原因,水、汽是一起排的,误动作多,在没有水的情况下也会排汽,造成大量生蒸汽的浪费,泄漏率在6%~10%,易损坏,使用寿命短。而机械型疏水阀(如杠杆全浮球、倒吊桶等)也因结构上的原因,极易磨损,造成蒸汽泄漏,一般在3%~6%。而“李氏”牌自由半浮球式疏水阀经国家疏水阀检测中心测试,其泄漏率≤0.1%,就算以1%计算,比其他类型疏水阀平均节汽在5%以上。
2.高温凝结水无泵背压回收的节能效益:
一般来讲,设备消耗多少蒸汽即能产生多少凝结水。无泵背压回收高温凝结水的回收率达95%以上,其水温可达85℃以上,若把85℃的高温凝结水回收至锅炉房软水箱或需用热水的地方,则其节能效益可以通过热力计算得知:把1吨20℃的冷水加热至85℃所需0.2MPa饱和蒸汽的量。Q吸=Q放(Q放=Q潜热+Q显热,其中Q潜热为0.2MPa饱和蒸汽凝结为该温度下的饱和水所放出的热量;Q显热为0.2MPa饱和水在该温度下转变为85℃水时所放出的热量)。
m1×c×〔(273+85)-(273+20)〕×4.187=m2×c′+m2×c×〔(273+120)-(273+85)〕×4.187
即1000×1×(358-293)×4.187=m2×〔2202+1×(393-358)×4.187〕
即把1吨20℃的冷水加热至85℃需0.2MPa饱和蒸汽116千克,反过来,回收1吨85℃的高温凝结水可节约0.2MPa饱和蒸汽116千克。
3.节水效益:
回收的高温凝结水为宝贵的软水,回收率可达95%以上,不但含有大量可利用的“显热”,而且也可大幅减少锅炉用水和生产用水,同时也减少了污水的排放量。
杭州西湖阀门厂技术开发部近二十年来已为上千家企业设计了(其中有不少是大型的印染、啤酒、化工企业)无泵背压回收工程,都达到了予期的效果,其综合性能,投资量,使用寿命都优于当前先进的密闭式有泵回收系统。
个别的厂家认为我们设计的系统较简单。我们认为为了确保生产工艺,为了全部回收高温凝结水,系统的水平高低不是比谁投资多,谁给工厂添置了复计的固定资产,而是比为了同一目标,比谁的投资省,比谁的系统更可靠,使用寿命更长。即是比给企业创的效益高,那么谁的水平就高。