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1、Intelligent System SolutionsIntelligent System SolutionsTMTMS T E A M A I R H O T W A T E RS T E A M A I R H O T W A T E R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。PTPT水处理水处理单元单元锅炉锅炉锅炉锅炉除氧器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
2、统 的 效 率h h系统系统:h h锅炉锅炉 *h h管网管网 *h h设备设备+凝结水回收凝结水回收+废蒸汽回收废蒸汽回收-排污（环境污染排污（环境污染）一流能效蒸汽系统指标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蒸汽供热系统主体 工业锅炉系统工业锅炉系统在用工业锅炉总量在用工业锅炉总量 35万台万台耗煤量耗煤量 3.1亿吨亿吨/年年（不包括热电厂）（不包括热电厂）热能利用效率热能利用效率30%（相当于国际先进水平
3、的（相当于国际先进水平的 1/2）节能潜力节能潜力 8000万吨标煤万吨标煤/年年 （相当于蒸汽系统全年总能耗的（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30-35%30-35%30-35%30-35%15-20%15-20%15-20%15-20%45-50%45-50%45-50%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
4、系统蒸汽系统平衡的节能技术一、作用一、作用一、作用一、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、平衡的要素二、平衡的要素二、平衡的要素二、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三、造成系统不平衡的原因三、造成系统不平衡的原因三、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
5、”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 蒸蒸汽汽能能量量损损失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、解决方案四、解决方案四、解决方案四、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、蒸汽系统的改进合合理理利利用用蒸蒸汽汽能能量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蒸汽疏水系
6、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疏水环节应考虑的问题疏水环节应考虑的问题疏水环节应考虑的问题1、凝结水回收的问题 按照GB/T 12712-9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疏水环节应考虑的问题疏水环节应考虑的问题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
7、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疏水环节应考虑的问题疏水环节应考虑的问题疏水环节应考虑的问题疏水环节应考虑的问题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0.7
8、MPa0.7MPa下的测试报告下的测试报告（假定蒸汽单位成本为（假定蒸汽单位成本为7070元元/吨）吨）阻止蒸汽泄漏可节约蒸汽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。疏疏 水水 阀阀 主主 要要 型型 式式机械式倒吊桶型，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
9、、脉冲型、迂回型（迷宫式）1 1 1 1 倒吊桶式倒吊桶式倒吊桶式倒吊桶式2 2 2 2 浮球式浮球式浮球式浮球式 3 3 3 3热静力式热静力式热静力式热静力式 (波纹波纹波纹波纹 管式管式管式管式)4 4 4 4 热动力式热动力式热动力式热动力式(圆盘式圆盘式圆盘式圆盘式)四四四四种种种种常常常常见见见见的的的的疏疏疏疏水水水水阀阀阀阀疏水阀的制造标准疏水阀的制造标准疏水阀的制造标准疏水阀的制造标准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1.09 kg/h0.84 kg/h倒置桶疏水阀0.44 kg/h0.42 kg/h压力平衡热静力疏水阀
10、未测0.1 kg/h疏水阀的制造标准疏水阀的制造标准疏水阀的制造标准疏水阀的制造标准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Which Trap Lives Longest?01234520406080Life Test at ArmstrongSteam LossLb/HrYears in ServiceDiskInverted Bucket圆盘式圆盘式倒吊桶式倒吊桶式蒸汽泄漏量蒸汽泄漏量工作寿命工作寿命圆盘式和倒吊桶式疏水阀的寿命对比曲线圆盘式和倒吊桶式疏水阀的
11、寿命对比曲线圆盘式和倒吊桶式疏水阀的寿命对比曲线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疏水阀性能对比分析疏水阀性能对比分析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v倒置桶式疏水阀性能最佳，寿命最长，v热动力式疏水阀最差 国家标准GB/T12712-913、疏水阀耐背压性能要求：、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
12、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/T12712-914、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各种疏水阀主要技术特点对比What Does ICI Suggest?ICI Engineering Design Guide EDG.PIP.30.01A帝化工程设计手册帝化工程设计手册 PPI.30.01A1_IB Traps 倒置桶疏水阀首选，所有场合 2_F&T traps 浮球热静力疏水阀大排量场合3_BP Thermostatic traps 热静力
13、疏水阀非关键伴热场合4_Bi-metal traps双金属片疏水阀低压防冻场合5_Disk traps 热动力疏水阀(园盘式)不推荐使用 帝国化学公司的推荐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节能技术凝结水回收系统作用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v 节约水资源v 减少酸、碱耗量v 节约能源减少除氧器耗量v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凝结水回收的意义凝结水回收的意义凝结水回收的意义 除盐水或软化水价值 +
14、热值+排污费-水处理成本uuu 凝结水的直接价值凝结水的直接价值凝结水的直接价值凝结水的直接价值=凝结水的直接价值举例说明下一节vv 除盐水价值除盐水价值除盐水价值除盐水价值除盐水价值约为除盐水价值约为6 6 1010元元/吨，包括吨，包括 新鲜水价值新鲜水价值1.21.2 1.41.4吨吨/吨除盐水吨除盐水 酸碱费用酸碱费用 电耗费用电耗费用 酸碱污水处理费酸碱污水处理费返回vv 热值、排污费热值、排污费热值、排污费热值、排污费 热值热值 折合成低压蒸汽价值折合成低压蒸汽价值 约为蒸汽价格的约为蒸汽价格的10%10%排污费排污费 1 1 3 3元元/吨吨vv 凝结水价值举例凝结水价值举例凝结
15、水价值举例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：80005014=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+7010%+2-1=14元/吨返回节约水资源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水是商品 是战略性的经济资源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i 400座供水不足i 110座严重缺水F 重视和加强对水资源的配置 节约和保护F 努力提高用水效率和效益F 提高水资源和水环境的承载能力F 建设节水防污型社会返回
16、国家标准GB/T12712-91凝结水回收率每提高凝结水回收率每提高10%10%，系统热效率则提高，系统热效率则提高1.5%1.5%国标规定：凝结水回收合格率不得小于国标规定：凝结水回收合格率不得小于60%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凝结水回收应考虑的问题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：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疏水阀余压回水系统凝结水泵回收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：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凝结水回收应考虑的问题(续续)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