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我国工业企业各种蒸汽冷凝水余热回收的方式

时间:2012-08-30 18:54 点击:
冷凝水回收的主要障碍是水泵输送高温凝结水时的汽蚀现象。由于水泵叶轮的抽吸作用,在水
        冷凝水回收的主要障碍是水泵输送高温凝结水时的汽蚀现象。由于水泵叶轮的抽吸作用,在水泵人口处形成较低的压力,当进口的凝结水的温度高于该处水压所对应的饱和温度,凝结水汽化,形成许多小汽泡,在叶轮处由于流体被压缩压力升高,汽泡又凝结,形成一个局部空腔,周围液体以很高的速度冲过来,高速液滴冲击在叶轮上,液滴的动量很大,长期下去叶轮表面产生许多小坑,使叶轮的使用寿命大大减小。要防止汽蚀发生,必须采取各种防汽蚀措施,提高水泵人口处的压力,使凝结水温度低于该处压力对应的饱和温度。最简单的措施就是提高水泵人口前凝结水的重力压头,把凝结水储罐布置在较高的位置,把凝结水泵布置在较低的位置。如果工艺条件不允许或者仅仅靠重力压头达不到要求,就需要使用专门的凝结水回收装置。按防汽蚀原理分类,冷凝水回收装置有如下几种。
1.蒸汽加压法
(1)英国斯派莎克公司、美国阿姆斯壮公司的冷凝水回收泵
        ①装置组成:由浮球及连杆、弹簧止动销、动力进汽和废汽排口、冷凝水进出口及壳体组成。
        ②工作原理:该装置的工作过程如图-1所示,由排水冲程和进水冲程组成。
 蒸汽加压法冷凝水回收流程工艺
图-1蒸汽加压法冷凝水回收流程工艺
          a.排水冲程:冷凝水充满壳体时,动力蒸汽由进汽口通人,压送冷凝水至指定用户(扬程由动力蒸汽气压决定)。
          b.进水冲程:壳体内冷凝水全部排除后,动力蒸汽人口关闭,废汽排口开启,动力蒸汽排出壳体,壳体内压力速减至大气压力,冷凝水由用汽设备背压或用汽设备与回收装置位差流人,冷凝水出口依靠弹簧止回阀关闭。
        ③特点:无电动泵的汽蚀现象,无须电力,适于危险作业区。但是消耗动力蒸汽,属开式回收,存在二次闪蒸汽排放,冷凝水回收温度80℃左右。
(2)气压水箱电动水泵增压法
        ①工艺流程。如图-2所示。
 
蒸汽加压防汽蚀法原理图
图-2蒸汽加压防汽蚀法原理图
1-蒸汽管;2-用热设备;3-疏水器;4-闭式凝水箱;5-凝水泵;6-止回阀;
7-凝水管;8-水位计;9, 11-双回路压力调节阀;10-二次蒸汽管;
12-汽水换热器;13-水封;14-温度调节器
        ②工作原理:当闭式凝水箱中冷凝水处于高水位时,压力调节阀9和凝水泵5同时开启,凝水泵将冷凝水输送到锅炉或除氧器中,凝水箱依靠压力调节阀9供人的蒸汽来保证一定的压力,该压力正好与凝水泵输送的冷凝水所需要的防汽蚀压力头相对应。以保证泵工作时不产生汽蚀现象。低水位值时,凝水泵5和压力调节阀9同时关闭,而压力阀调节11开启,将蒸汽排入汽水换热器12中,同时,凝水箱中卸压以使冷凝水能重新进人。如此重复循环,实现了高温冷凝水的回收,并解决了离心泵的附加防汽蚀压头问题。
        ③特点:既消耗动力蒸汽又消耗电力,系统配置复杂,维护费用高。
2.位差防汽蚀法
        该系统要求冷凝水箱与凝水泵之间有一定的位置差,凝水泵的防汽蚀压头由该位差来提供,设计位差大小根据冷凝水回收温度确定。例如,除氧器和给水泵之间的配置,除氧器中的除氧水一般为104℃,近于大气压下的饱和水。给水泵要将该温度的除氧水输送到锅炉中,必需要求6m的防汽蚀压头,才能保证给水泵不产生汽蚀,因此,除氧器和给水泵之间设计7m的位差。
冷凝水一般由用汽设备中排出,靠余压回收方式回收。如果没有自然的用汽设备与回收站间的位差条件,很难保证凝水箱与凝水泵达到7m以上的位差。当冷凝水饱和压力更高时,所需的位差还要大。显然,位差增压在正常的设备布置中是难以实现的。因此,该系统是适于特殊情况的特例。
3.1贫射增压防汽蚀法
        a.工艺流程:如图-3所示。
 喷射泵工作原理图
图-3 喷射泵工作原理图
        b.装置组成:电动离心泵、喷射泵和增压排汽管路组成。
        c.工作原理:它利用喷射泵的引射增压原理,在离心泵的吸人口形成所输送的高温冷凝水对应的防汽蚀压头,达到给水泵防汽蚀的目的。将喷射泵的混合室和扩压段,设计成双层夹套,用给水泵的冷却水对喷射泵引射时的混合流进行局部冷却,以抵消喷射压降而产生的闪蒸汽蚀。保证了整个喷射增压过程的有效进行。
        d.特点:消耗电功,喷射增压法防汽蚀可提高冷凝水回收温度至15℃,回收系统可实现闭式运行,无二次排放,可实现自动控制。
4.往复式压缩机输送汽水两相流装
        a.原理:该装置将活塞式空气压缩机进行技术改造,用于回收连水带汽的冷凝水。压机靠双路逆向阀控制,间断运行,将连水带汽的冷凝水全部压人锅炉。
        b.特点:汽水混合回收,用汽设备不装疏水阀,使设备热能利用率较低,回收易产生汽塞、水击,适于小回收量系统。
5.无疏水阀回收系统
        a.原理:用汽设备集中疏水的大排量疏水阀方式。
        b.特点:减少单一设备疏水阀使用、维护的麻烦,适于均压同期运行的设备,而设备使用压力不同时,背压相互影响,易产生汽塞、水击、设备倒灌等不良现象。
典型的冷凝水回收装置的性能和使用场合如表-1
表-1典型的冷凝水回收装置性能对比
典型的冷凝水余热回收装置性能对比
 
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