浅谈如何提高系统余热量回收

学术论文 2017-11-24 10:52:46
  一、影响蒸汽供热系统热能效率的因素 
  (一)造成能源效率低的原因 
  造成能源效率低的原因很多,其主要是蒸汽供热系统跑冒泄漏严重,例如:1、换热设备应装疏水器而没有装疏水器;2、换热设备装了疏水器但疏水器泄漏严重或旁通阀常开;3、大量低压蒸汽和乏汽不能充分利用,白白排放浪费。 
  (二)高温冷凝水和乏汽的价值 
  高温冷凝水的热焓占新蒸汽热焓值的25%左右,乏汽的热焓接近新蒸汽的热焓值一半,是非常宝贵的水资源和能源。对高温冷凝水和乏汽的优化利用和科学的回收再利用,能给企业带来显著的经济效益和环境效益。而采用冷却循环水换热回收余热,无法消除“白龙”现象,造成了很大的浪费。因此,针对供热系统的改造是我们节能减排、降低生产成本的必要工作之一。 
  二、回收利用工业余热主要途径 
  1、回收利用烧结环冷机排烟余热、焙烧炉排烟余热,提高炉子效率;2、优化工艺生产过程,逐级合理匹配使用蒸汽;3、回收低品位工业余热,用于生产过程伴热和冬季采暖;4、回收利用凝结水、乏汽的余热。 
  如果将技术上可行、经济上合理可以回收的余热资源回收利用后,会为企业带来巨大的经济效益和环境效益。 
  三、冷凝水回收 
  大部分加热炉工序现采用的都是开放式冷凝水回收技术,且人工手动控制冷凝水的排放。如果将工艺改为智能型的闭式冷凝水回收系统,将为公司蒸汽、水、电的节约带来不同效果。 
  (一)闭式冷凝水回收系统原理 
  闭式冷凝水回收系统,是将蒸汽在换热设备释放潜热后产生的高温冷凝水(及疏水器漏汽)由适合闭式回收的连续疏水器顺利疏出,流经密闭的管道,通过自力增压器、多路共网器等辅助设备的调整,顺利地回收到闭式回收冷凝水装置中,再用装置配置的高温冷凝水泵自动输送到低温换热器(低温流体物料预热或采暖换热)。使冷凝水及疏水器漏汽的热量得到充分的回收和极限的再利用。 
  (二)浮球式疏水器,解决闭式回收系统中用热设备正常疏水的问题 
  疏水器是阻留蒸汽、及时疏水、提高蒸汽在换热设备热能利用率的关键环节。适用于闭式回收的自由浮球式疏水器具有自动解气锁、使用工况范围宽的特点。其在背压度较高的情况下也能正常疏水,且漏汽率低。 
  (三)闭式冷凝水回收系统的智能控制 
  闭式冷凝水回收系统的核心设备,由主机、安全装置、蝶阀、高温水泵、液位传感器、PLC的电控柜等组合成。 
  主机由压力容器、内置汽水分离器、引流器、稳压器、汽蚀消除器等部件构成。其技术核心是不回避汽蚀问题,而是根据微过冷和动态两相流原理,使进入水泵的水不掺汽、不汽化,让水泵始终处于输送单相高温水的工况,保障水泵不发生汽蚀,解决了热工行业称之为“泵癌”的世界难题。 
  该系统为机电一体,采用智能化自动控制,当水位达到设定的高水位时,液位传感器将液位信号传给电控箱内的PLC编程器,自动启动冷凝水泵,将高温冷凝水输送到低温换热器。当水位下降到设定的低水位时,水泵自动停止输水,并能根据实际状态调整运行模式。 
  闭式回收冷凝水系统可全部回收疏水器漏汽和冷凝水、全部回收疏水器漏汽和冷凝水的热量。 
  四、乏汽回收 
  我们可以使用蒸汽喷射式热泵或低温水喷射式乏汽回收泵对热水槽进行改造,可以达到对乏汽充分合理利用的效果。这两种泵的使用条件可依据现场情况和所需要被回收热能的形式而定。当没有高压蒸汽源或没有中低压蒸汽的应用条件时,则只能用低温水喷射式乏汽回收泵回收热能。 
  (一)蒸汽喷射式热泵的工作原理 
  蒸汽喷射式热泵由混合压缩室、拉瓦尔喷嘴、喉道和扩张增压段等四部份组成。其工作原理可简述为:高品位压缩工作蒸汽(即生蒸汽)高速通过拉瓦尔喷嘴,在真空状态下膨胀,势能转换成动能,在喷嘴出口处形成超高速冷蒸汽流。由于冷蒸汽流的卷吸作用,工作蒸汽与被压缩气流相互混合,进行能量和质量交换。混合汽体经过超高速扩压器的扩张段形成激波,由于激波的增压作用,混合汽体在扩压器出口处增压到一定背压值,进入工作系统。由于在整个工作过程中,被压缩的低品位蒸汽和高品位压缩工作蒸汽混合成较高品位的混合蒸汽,过程中没有相变,故能量损失较少。相反,由于混合蒸汽量的大幅度增加,使进入蒸发系统的热量亦大幅度增加,从而,达到节能、增产的效果。 
  (二)低温水喷射式乏汽回收泵 
  低温水喷射式乏汽回收泵工作原理与蒸汽喷射式热泵的工作原理基本相同,只不过是将高品位的压缩蒸汽换成低温水。低温水泵将低温水压入喷射泵,在喷嘴处超高速射流形成真空区,将乏汽卷吸入泵,汽水混合物经过超高速扩压器的扩张段进行能量和质量交换,乏汽发生相变成为高温水,低温水吸收乏汽相变时释放的汽化潜热,成为高温水 。 
  五、结语 
  我们一定要完成“十三五”规划提出的节能减排目标,为全球减缓气候变化做出自己的贡献。 
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