蒸汽的本質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,只吸收了蒸汽的潛熱,因此當加熱設備消耗1t/h的蒸汽,那意味著會產生1t/h的與蒸汽同溫同壓的冷凝水,這個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,這個顯熱占總熱量的24.3%,應該要加以回收利用,冷凝水回收改造的節能潛力遠遠大于熱力系統中的其它環節。
一、冷凝水回收的好處
1、節約能源、改善工廠環境、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)。高效的蒸汽系統應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,即不能節約成本,同時也影響環境,如果冷凝水不能回收,就要向鍋爐增加冷態補給水,需增加水處理費用、水費和鍋爐燃料費用。
2、減少了軟化水水量和水處理費用,因為需要補充的冷水量減少了。
3、因為回水溫度較高,減少了鍋爐燃料消耗;一般來說,給水溫度每上升6℃,就可以節省燃料1%。
4、因為冷凝水非常干凈,所以減少了鍋爐排污,因而降低了能量損失;
5、適應環保要求。目前越來越多的地區,都有嚴格的限制排放政策,高溫冷凝水排放時會伴隨著大量閃蒸汽,對大氣排放,會破壞環境,可能還有危險隱患。如不符合排放標準,企業可能會被罰款。
二、冷凝水回收方式
1、收集蒸汽設備的冷凝水,返回鍋爐給水系統;--如熱力除氧。
2、用來預熱下游的加熱工藝系統;--如紙機的多級利用,還有如取暖、空調加熱加濕等。
3、利用閃蒸罐做二級或多級利用;
4、為清洗設備或其他清洗工藝提供熱水源;--如硫化機內胎用水,還有紡織印染行業也有大量類似設備。
5、給浴室洗澡用。
三、節能效益計算
1、舉例說明,假設工況參數為:主管蒸汽壓力Ps=8barg 設備疏水閥前蒸汽壓力 Ps=5barg
可提供動力介質壓力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:利用動力機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、 回收后每單位質量 節約的冷凝水熱能 =362-84=278 KJ/kg;
5、工廠 年生產時間= 24*300=7200 h,
6、一年可節約的 冷凝水熱能H1= 278KJ/kg*5000kg/h*7200h=10008000000KJ;
相當于一年可以節約的煤=10008000000KJ/21143KJ/kg=473348kg
相當于一年可以節約燃煤價值=473.348t*780元/t=369211元=36.9萬元
7、1kg煤可以生產8barg蒸汽量=21143KJ/ 2773 KJ/kg =7.6kg
也就是說,生產1t/h蒸汽需要消耗133kg煤。
相當于一年可以節約8barg壓力的蒸汽量=473348kg/133kg=3559T
若是外購蒸汽,價格大約為200元/t,相當于一年可節約的蒸汽價值=711800元=71.2萬元
備注:以上僅僅計算了熱量的節約,還沒有計算水本身的成本。