企业用热管理

IntelligentSystemSolutionsTMSTEAMAIRHOTWATER蒸汽供热系统节能技术Armstrong（中国）公司项目经理石亚奇蒸汽系统的组成蒸汽系统有五部分组成1.蒸汽产生系统；2.蒸汽输送系统；3.蒸汽疏水系统；4.凝结水回收系统；5.凝结水处理系统。PT水处理单元锅炉锅炉除氧器蒸汽凝结水产生系统输送系统疏水系统凝结水回收系统凝结水处理系统蒸汽系统的效率h系统:h锅炉*h管网*h设备+凝结水回收+废蒸汽回收-排污（环境污染）一流能效蒸汽系统指标•80+%锅炉效率•95+%疏水阀完好率（GB12712-91）•80+%凝结水回收率（GB12712-91）•60+%系统热效率•系统基本平衡--蒸汽、水和热量•专业的蒸汽系统维护国内蒸汽系统现状◆蒸汽供热系统主体——工业锅炉系统◆在用工业锅炉总量——35万台◆耗煤量——3.1亿吨/年（不包括热电厂）◆热能利用效率——＜30%（相当于国际先进水平的1/2）◆节能潜力——8000万吨标煤/年（相当于蒸汽系统全年总能耗的1/4）蒸汽用户普遍存在的问题•蒸汽系统不平衡•二次蒸汽、余热不利用•跑冒滴漏浪费严重•大量凝结水不回收•关键产品质量不合格•设计选型管理维护存在较大问题蒸汽产生系统蒸汽输送及使用系统凝结水回收系统30-35%15-20%45-50%节能潜力分布蒸汽系统节能技术A、蒸汽系统平衡的节能技术B、蒸汽疏水系统的节能技术C、凝结水回收系统节能技术D、凝结水处理系统蒸汽系统平衡的节能技术一、作用•从系统和宏观的角度对蒸汽系统进行科学分析，把握和甄别诸如“汽平衡”，“热平衡”，“水平衡”，“压力平衡”和“合理回收与合理利用”的系统性问题，是保证整个改造方案“技术路线”正确的基础和必要保证。二、平衡的要素•1、蒸汽系统等级的确定；•2、各等级蒸汽产汽点的确定；•3、各等级蒸汽用户的确定；•4、凝结水回收情况的确定；•5、锅炉给水系统的确定；•6、蒸汽系统动力装置的确定。三、造成系统不平衡的原因•整体规划缺乏科学性•蒸汽梯级利用方面•“势能”浪费的问题•蒸汽排空的问题•凝结水未回收，或未作锅炉给水使用•无计量系统，数据信息系统不完善蒸汽能量损失蒸汽排放高压锅炉中压锅炉减压阀减压阀中压蒸汽用户低压蒸汽用户除氧器凝结水凝结水排放散热损失蒸汽泄漏闪蒸汽机械能量损失高压蒸汽管线中压蒸汽管线低压蒸汽管线四、解决方案•1、不平衡要素的解决•蒸汽富裕：•蒸汽欠缺：•2、能量的优化利用•减温减压器、排污水、放空蒸汽、凝结水排放、疏水阀设置不当•3、蒸汽系统的改进合理利用蒸汽能量高压锅炉中压锅炉减压阀减压阀汽轮机中压蒸汽用户低压蒸汽用户除氧器闪蒸汽凝结水凝结水蒸汽疏水系统的节能技术这是整个系统诊断和优化改造的首要环节，也是关系整个系统——“提高蒸汽热能利用效率，有效回收凝结水”——的至关重要的环节。疏水环节的作用•阻汽•及时连续排水•排空气和其它不凝性气体疏水环节应考虑的问题1、凝结水回收的问题按照GB/T12712-9的5.3款关于“在蒸汽供热系统中，用汽设备产生的凝结水，在技术上可行经济合理的前提下，必须回收”的要求，疏水系统必须首先考虑到凝结水环节的回收方式。疏水环节应考虑的问题2、疏水系统的适应性问题疏水系统在使用寿命、耐杂质、耐水击等适应性方面提出了较高的要求。3、蒸汽系统排空气的必要性•保证设备安全运行；•提高设备换热效率；•延长设备使用寿命。疏水环节应考虑的问题疏水环节应考虑的问题4、疏水阀是疏水系统的关键环节疏水阀的作用就是“阻汽排水”。它是实现疏水系统全部功能的主要载体和基本单元。可以说，疏水阀决定着疏水系统，凝结水回收系统乃至整个蒸汽系统合理运行的成败。我国各类疏水阀使用现状•全部100%•正常运行(漏汽率3%)10%•泄漏超标(漏汽率5%)60%•严重泄漏(漏汽率10%)30%•许多疏水阀处于跑汽状态,形同虚设惊人的蒸汽泄漏损失－0.7MPa下的测试报告阀座孔径（in）月蒸汽损失（kg）每月成本（元）每年总成本（元）1/2378,80026,516318,1927/16288,90020,223242,6763/8213,20014,920179,0805/16147,40010,318123,8161/495,3006,67180,0523/1653,0003,71044,5201/823,8001,66619,992（假定蒸汽单位成本为70元/吨）阻止蒸汽泄漏可节约蒸汽10%-25%国家标准GB/T12712-91供热系统凝结水回收及蒸汽疏水阀技术管理要求蒸汽疏水阀完好率90%完好率=配备率×合格率国家标准GB/T12712-91•蒸汽供热系统中，所有产生凝结水的用汽点，其凝结水出口必须安装相匹配的疏水阀，不允许用截止阀代替。疏水阀主要型式机械式•倒吊桶型，浮球型（杠杆、自由式），自由半浮球型（UFO）热静力式•压力平衡式/波纹管、膜盒•固体膨胀式/双金属片型•液体膨胀式/恒温疏水阀热动力式•圆盘、脉冲型、迂回型（迷宫式）1倒吊桶式2浮球式3热静力式(波纹管式)4热动力式(圆盘式)四种常见的疏水阀疏水阀的制造标准1、节能要求（节汽率）英国帝国化学公司疏水阀泄漏试验报告疏水阀类型中压低压热动力疏水阀1.09kg/h0.84kg/h倒置桶疏水阀0.44kg/h0.42kg/h压力平衡热静力疏水阀未测0.1kg/h疏水阀的制造标准2、寿命要求英国帝国化学公司疏水阀寿命试验报告疏水阀类型中压1.4MPa热动力疏水阀12个月倒置桶疏水阀5-7年压力平衡式疏水阀6个月双金属片疏水阀2-3年WhichTrapLivesLongest?01234520406080LifeTestatArmstrongSteamLossLb/HrYearsinServiceDiskInvertedBucket圆盘式倒吊桶式蒸汽泄漏量工作寿命圆盘式和倒吊桶式疏水阀的寿命对比曲线疏水阀性能对比分析•从影响疏水阀寿命的主要五种因素分析；•从疏水阀密封形式上分析；•从阀门修复性上分析；•从受环境温度的影响上分析；通过各种疏水阀性能对比及分析，可以看出倒置桶式疏水阀性能最佳，寿命最长，热动力式疏水阀最差国家标准GB/T12712-91•3、疏水阀耐背压性能要求：机械式：实际最高工作背压=0.8×疏水阀实际工作压力热动力式：实际最高工作背压=0.5×疏水阀实际工作压力热静力式：实际最高工作背压=0.3×疏水阀实际工作压力由于考虑凝结水回收对疏水阀耐背压性能的较高要求，热动力式和热静力式疏水阀均不适用。国家标准GB/T12712-91•4、疏水阀疏水方式：当用汽设备内要求不得积存凝结水时，应选用能连续排放饱和凝结水的机械型蒸汽疏水阀。各种疏水阀主要技术特点对比特点倒置桶型浮球型圆盘型热静力型疏水方式连续连续间断间断节能（工作时间）优秀良好不好一般耐磨损优秀良好不好一般耐腐蚀优秀良好不好一般耐水击优秀不好优秀不好蒸汽温度下排空气和CO2可以不可以不可以不可以在背压下工作优秀优秀不好优秀耐冰冻良好不好良好良好清洗系统的能力优秀一般优秀良好极小负荷时的性能优秀优秀不好优秀对凝结水的反应立即立即延迟延迟处理污物的能力优秀不好不好一般处理闪蒸汽的能力一般不好不好不好机械故障（开—关）开关开WhatDoesICISuggest?ICIEngineeringDesignGuideEDG.PIP.30.01A帝化工程设计手册PPI.30.01A1_IBTraps倒置桶疏水阀——首选，所有场合2_F&Ttraps浮球热静力疏水阀——大排量场合3_BPThermostatictraps热静力疏水阀——非关键伴热场合4_Bi-metaltraps双金属片疏水阀——低压防冻场合5_Disktraps热动力疏水阀(园盘式)——不推荐使用帝国化学公司的推荐凝结水回收系统节能技术凝结水回收系统作用•“承上启下”的环节;•通过不同回收方式加以回收；•进行取热和精处理，并最终作为锅炉给水送交锅炉使用。•回收利用凝结水的意义节约水资源减少酸、碱耗量节约能源减少除氧器耗量减少环境污染减少酸碱污水排放量减少锅炉烟尘、CO2、NOx的排放量减少热水排放污染凝结水回收的意义除盐水或软化水价值+热值+排污费-水处理成本凝结水的直接价值=凝结水的直接价值举例说明下一节除盐水价值除盐水价值约为6~10元/吨，包括新鲜水价值1.2~1.4吨/吨除盐水酸碱费用电耗费用酸碱污水处理费返回热值、排污费•热值•折合成低压蒸汽价值•约为蒸汽价格的10%•排污费•1~3元/吨凝结水价值举例回收50吨/小时凝结水年运行8000小时年回收利用效益为：8000×50×14=560万元/年除盐水价格：6元/吨+蒸汽价格：70元/吨+排污费：2元/吨-水处理费用：1元/吨凝结水的直接价值=6+70×10%+2-1=14元/吨返回节约水资源•水资源短缺已成为经济发展的严重制约因素•水是稀缺资源•水是商品是战略性的经济资源水利部长在第三届世界部长级水论坛上的演讲全国669座城市中400座供水不足110座严重缺水重视和加强对水资源的配置节约和保护努力提高用水效率和效益提高水资源和水环境的承载能力建设节水防污型社会返回国家标准GB/T12712-91凝结水回收率每提高10%，系统热效率则提高1.5%国标规定：凝结水回收合格率不得小于60%凝结水回收率=年回收的合格凝结水量年间接加热产生的可被回收的凝结水量×100%凝结水回收率的评定标准评定级别回收率η优η≥80%合格80%η≥60%不合格η60%凝结水回收应考虑的问题1、回收方式的选择•重力回水•背压回水（余压回水）•加压回水以疏水阀余压为动力将凝结水及闪蒸汽输送到指定回水点。适用于加热蒸汽压力比较高、回水背压不太高的各种加热设备，对于疏水阀的完好率要求非常高。特点：不仅回收利用了凝结水的价值，而且二次闪蒸汽也得到了充分利用，但对疏水阀的质量和回水管道的设计要求较严格。疏水阀余压回水系统凝结水泵回收系统利用汽（气）动凝结水加压泵将凝结水加压输送，适用于凝结水余压，温度都较低且凝结水较分散的场合。如：炼油厂各种罐区凝结水和伴热线凝结水。特点：系统运行稳定、可靠，汽（气）动加压泵具有无气蚀、防爆性能好、无需配电、维护量小等特点。凝结水回收应考虑的问题(续)1、水平衡2、热量平衡3、压力平衡4、经济合理性问题5、凝结水被污染问题6、凝结水利用问题——高质低用