蒸汽的本質(zhì)是含有很多熱量的水,其總熱量包括潛熱和顯熱,利用蒸汽加熱時(shí),只吸收了蒸汽的潛熱,因此當(dāng)加熱設(shè)備消耗1t/h的蒸汽,那意味著會(huì)產(chǎn)生1t/h的與蒸汽同溫同壓的冷凝水,這個(gè)冷凝水是含有顯熱這部分能量的,是高溫飽和水。若蒸汽壓力為5barg,總熱量=2756.14KJ/kg,潛熱=2085.64KJ/kg,顯熱=670.50KJ/kg
由此看出,這個(gè)顯熱占總熱量的24.3%,應(yīng)該要加以回收利用,冷凝水回收改造的節(jié)能潛力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于熱力系統(tǒng)中的其它環(huán)節(jié)。
一、冷凝水回收的好處
1、節(jié)約能源、改善工廠環(huán)境、減少碳排放。冷凝水不僅含有一定的熱量,而且是非常干凈的蒸餾水,很適合用做鍋爐給水(軟化水)。高效的蒸汽系統(tǒng)應(yīng)該回收這些冷凝水到除氧器、鍋爐給水箱或用于其它制程。只有冷凝水污染后,水才不能回收到鍋爐水箱。即使是被污染的冷凝水,也還可以用于其它加熱制程,在排放之前應(yīng)充分利用其所含有的熱量。如果不回收再利用這些冷凝水,即不能節(jié)約成本,同時(shí)也影響環(huán)境,如果冷凝水不能回收,就要向鍋爐增加冷態(tài)補(bǔ)給水,需增加水處理費(fèi)用、水費(fèi)和鍋爐燃料費(fèi)用。
2、減少了軟化水水量和水處理費(fèi)用,因?yàn)樾枰a(bǔ)充的冷水量減少了。
3、因?yàn)榛厮疁囟容^高,減少了鍋爐燃料消耗;一般來說,給水溫度每上升6℃,就可以節(jié)省燃料1%。
4、因?yàn)槔淠浅8蓛簦詼p少了鍋爐排污,因而降低了能量損失;
5、適應(yīng)環(huán)保要求。目前越來越多的地區(qū),都有嚴(yán)格的限制排放政策,高溫冷凝水排放時(shí)會(huì)伴隨著大量閃蒸汽,對大氣排放,會(huì)破壞環(huán)境,可能還有危險(xiǎn)隱患。如不符合排放標(biāo)準(zhǔn),企業(yè)可能會(huì)被罰款。
二、冷凝水回收方式
1、收集蒸汽設(shè)備的冷凝水,返回鍋爐給水系統(tǒng);--如熱力除氧。
2、用來預(yù)熱下游的加熱工藝系統(tǒng);--如紙機(jī)的多級利用,還有如取暖、空調(diào)加熱加濕等。
3、利用閃蒸罐做二級或多級利用;
4、為清洗設(shè)備或其他清洗工藝提供熱水源;--如硫化機(jī)內(nèi)胎用水,還有紡織印染行業(yè)也有大量類似設(shè)備。
5、給浴室洗澡用。
三、節(jié)能效益計(jì)算
1、舉例說明,假設(shè)工況參數(shù)為:主管蒸汽壓力Ps=8barg 設(shè)備疏水閥前蒸汽壓力 Ps=5barg
可提供動(dòng)力介質(zhì)壓力Pm=8barg,回收管背壓約為Pb=1barg (回收高度為:5m, 回收長度約為15m)
設(shè)備的最大冷凝水排量為5000kg/h,由一條DN80的冷凝水回收管接入儲水槽。
要求:利用動(dòng)力機(jī)械泵將冷凝水全部集中回收至鍋爐房的水箱。
2、 三級燃煤的單價(jià)為780元/T,三級燃煤的燃燒值為6308Kcal/kg,鍋爐效率按80%考慮,熱量=5046Kcal/kg*4.19=21143KJ/kg;
3、 冷凝水回收水溫度:85℃,其熱值為362 KJ/kg;常溫水溫度 20℃,其熱值為84 KJ/kg。
4、 回收后每單位質(zhì)量 節(jié)約的冷凝水熱能 =362-84=278 KJ/kg;
5、工廠 年生產(chǎn)時(shí)間= 24*300=7200 h,
6、一年可節(jié)約的 冷凝水熱能H1= 278KJ/kg*5000kg/h*7200h=10008000000KJ;
相當(dāng)于一年可以節(jié)約的煤=10008000000KJ/21143KJ/kg=473348kg
相當(dāng)于一年可以節(jié)約燃煤價(jià)值=473.348t*780元/t=369211元=36.9萬元
7、1kg煤可以生產(chǎn)8barg蒸汽量=21143KJ/ 2773 KJ/kg =7.6kg
也就是說,生產(chǎn)1t/h蒸汽需要消耗133kg煤。
相當(dāng)于一年可以節(jié)約8barg壓力的蒸汽量=473348kg/133kg=3559T
若是外購蒸汽,價(jià)格大約為200元/t,相當(dāng)于一年可節(jié)約的蒸汽價(jià)值=711800元=71.2萬元
備注:以上僅僅計(jì)算了熱量的節(jié)約,還沒有計(jì)算水本身的成本。