CN114811565A - 一种高温蒸汽冷凝水及其闪蒸汽双重回收再利用的方法 - Google Patents

一种高温蒸汽冷凝水及其闪蒸汽双重回收再利用的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114811565A
CN114811565A CN202210282801.6A CN202210282801A CN114811565A CN 114811565 A CN114811565 A CN 114811565A CN 202210282801 A CN202210282801 A CN 202210282801A CN 114811565 A CN114811565 A CN 114811565A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
condensate
steam
recovery
condensate water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210282801.6A
Other languages
English (en)
Inventor
王伟
高国民
李应伟
牛孟霄
鹿康
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China National Chemical Engineering No14 Construction Co ltd
Jiangsu Runju Environmental Technology Co ltd
Original Assignee
China National Chemical Engineering No14 Construction Co ltd
Jiangsu Runju Environmental Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China National Chemical Engineering No14 Construction Co ltd, Jiangsu Runju Environmental Technology Co ltd filed Critical China National Chemical Engineering No14 Construction Co ltd
Priority to CN202210282801.6A priority Critical patent/CN114811565A/zh
Publication of CN114811565A publication Critical patent/CN114811565A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/26—Steam-separating arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/48—Devices for removing water, salt, or sludge from boilers; Arrangements of cleaning apparatus in boilers; Combinations thereof with boilers
    • F22B37/50—Devices for removing water, salt, or sludge from boilers; Arrangements of cleaning apparatus in boilers; Combinations thereof with boilers for draining or expelling water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22D—PREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
    • F22D11/00—Feed-water supply not provided for in other main groups
    • F22D11/006—Arrangements of feedwater cleaning with a boiler

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)

Abstract

本发明提供一种高温蒸汽冷凝水及其闪蒸汽双重回收再利用的方法，该方法为：将各个疏水阀站排放的蒸汽冷凝水汇集在一起，然后通过冷凝水回收装置对冷凝水进行处理，所述冷凝水回收装置采用闭式结构；处理过后的冷凝水进入除铁器，去除冷凝水中的含铁杂质；然后再进入膜过滤装置，去除冷凝水中油类、胶体及微小颗粒物；过滤后的冷凝水一部分直接进除氧器，剩余部分进软水箱。本发明在传统冷凝水回收技术的基础上进行了优化改造，增加了闪蒸回收、NCBR膜过滤器和除铁器，实现高温蒸汽冷凝水及其闪蒸汽高效回收利用。

Description

一种高温蒸汽冷凝水及其闪蒸汽双重回收再利用的方法
技术领域
本发明属于工业锅炉技术领域，具体涉及一种高温蒸汽冷凝水及其闪蒸汽双重回收再利用的方法。
背景技术
工业锅炉高温蒸汽冷凝水携带大量的热能，冷凝水在通过疏水阀排放时不可避免的会闪蒸一部分高温蒸汽，若能将该部分冷凝水及闪蒸汽进行充分地回收利用不仅能为用能企业带来较好的经济效益，还能够带来良好的环境效益。
蒸汽冷凝水回用是锅炉实现节能、节水和减少运行费用的最有效方法之一，在不同压力下，高温冷凝水的热量可达蒸汽总热量的20％～30％。大多数企业并没有安装冷凝水回收装置，直接把冷凝水排放到自然界中，只有少量的企业安装了冷凝水回收设施，但那也仅是简陋设备，冷凝水回收利用率低。蒸汽冷凝水虽然被污染，但相比工业用水的水质而言要好得多，容易处理、费用较低可以大幅度降低锅炉水处理的运行费用。
并且常规冷凝水回收装置优点是结构和操作简单，改造成本低，只需把冷凝水接回到与大气相通的给水箱或是冷凝水储罐，然后与给水混合通过水泵给锅炉供水，由于其属于开式结构，与空气直接接触，有二次蒸发损失热量以及氧腐蚀问题，蒸汽余压无法有效利用，经济性稍差。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种高温蒸汽冷凝水及其闪蒸汽双重回收再利用的方法，回收高温蒸汽冷凝水及其闪蒸汽，每年可为企业节省燃煤、工业用水及软化水处理费，经济效益明显。同时降低了锅炉负荷，稳定锅炉供汽压力，减轻锅炉和用汽设备的腐蚀，减少锅炉排污等，延长锅炉使用寿命。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种高温蒸汽冷凝水及其闪蒸汽双重回收再利用的方法，该方法为：将各个疏水阀站排放的蒸汽冷凝水汇集在一起，然后通过冷凝水回收装置对冷凝水进行处理，所述冷凝水回收装置采用闭式结构；处理过后的冷凝水进入除铁器，去除冷凝水中的含铁杂质；然后再进入膜过滤装置，去除冷凝水中油类、胶体及微小颗粒物；过滤后的冷凝水进除氧器，除氧后进软水箱。
进一步地，所述冷凝水回收装置对冷凝水进行处理的具体方法为：首先设置闪蒸器对冷凝水进行汽液分离，汽液分离后的液相经过过滤网进入汽水回收罐体，汽液分离后的气相进入汽蚀消除器；过滤网的杂质通过排污管道排出；汽水回收罐体的总出水管通过水泵打入所述除铁器进行除铁。
进一步地，所述膜过滤装置采用NCBR膜过滤装置，采用了过滤精度为0.1μm的NCBR膜。
进一步地，所述除铁器进水温度≤120℃，出水温度≤20℃。
进一步地，所述除氧器采用蒸汽加热除氧器，工作压力为0.59兆帕，工作温度为230～250摄氏度。
本发明的有益效果为：
1.本发明在传统冷凝水回收技术的基础上进行了优化改造，增加了闪蒸回收、NCBR膜过滤器和除铁器，实现高温蒸汽冷凝水及其闪蒸汽高效回收利用。实验结果表明：优化改良后的冷凝水回收技术，对蒸汽冷凝水的回收率达到99％以上，闪蒸汽回收率达到93％以上，热能回收率达到96％以上。经检测，回收后的冷凝水水质满足锅炉补给水的水质指标，因此高温蒸汽冷凝水及其闪蒸汽双重高效回收技术的研究取得成功。
2.本发明通过闪蒸器进行汽液分离、并通过设置长管型过滤网进行除污，再通过汽蚀消除器进一步消除高压气体，并通过设置压力调节阀，安全阀等对设备进行保护，冷凝水回收率高，设备运行稳定。
3.本发明利用金属氧腐蚀的特点，通过回收高温冷凝水的热量，无论是高温冷凝水直接送回给水箱或者除氧器，都可以提高给水的温度，从而降低给水溶解氧的浓度(相当于热力除氧)，减少氧的腐蚀。金属在含氧量高的水中，其腐蚀电位较在含氧量低的水中为正，其腐蚀速度也较快，O2的浓度增加，O2腐蚀金属的速度加快，氧的扩散电流密度也将增大，如图2所示。而O2在水中的溶解度随温度升高而降低，特别是在沸点附近，O2的溶解度大大降低是氧腐蚀速度降低。因此回收高温冷凝水可以降低给水的溶解氧浓度，从而减少水汽***金属氧腐蚀。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图；
图2是不同含氧量扩散控制时耗氧腐蚀示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如图1所示，本实施例的高温蒸汽冷凝水及其闪蒸汽双重回收再利用的方法，该方法为：将各个疏水阀站排放的蒸汽冷凝水汇集在一起，然后通过冷凝水回收装置对冷凝水进行处理，所述冷凝水回收装置采用闭式结构；处理过后的冷凝水进入除铁器，去除冷凝水中的含铁杂质；然后再进入膜过滤装置，去除冷凝水中油类、胶体及微小颗粒物；过滤后的冷凝水进入除氧器，除氧后进软水箱。
本实施例中所述冷凝水回收装置对冷凝水进行处理的具体方法为：首先设置闪蒸器对冷凝水进行汽液分离，汽液分离后的液相经过过滤网进入汽水回收罐体，汽液分离后的气相进入汽蚀消除器；过滤网的杂质通过排污管道排出；汽水回收罐体的总出水管通过水泵打入所述除铁器进行除铁。
本实施例中所述膜过滤装置采用NCBR膜过滤装置，采用了过滤精度为0.1μm的NCBR膜。
本实施例中所述除铁器进水温度≤120℃，出水温度≤20℃。
本实施例中所述除氧器采用蒸汽加热除氧器，工作压力为0.59兆帕，工作温度为230～250摄氏度。
实测案例：
格尔木比亚迪锂电材料有限公司锅炉为例，平均出力为5t/h，用热设备工作压力为1.0MPa，增加冷凝水回收装置后疏水阀背压为0.2MPa。冷凝水经过回收装置回收后，再经过除铁及过滤，经检测最终出水水质满足锅炉用水指标(GB/T1576-2018)，水质数据范围如表2-1所示。
表2-1冷凝水回收净化后出水水质
Figure BDA0003558587090000031
蒸汽冷凝水的热能占同压下饱和蒸汽热能的比例分析：
蒸汽冷凝水的热能占饱和蒸汽热能的比例计算公式为
Figure BDA0003558587090000032
式中hf1为饱和水的热焓，hfg为饱和蒸汽的潜热，在0～1.0MPa的压力范围下饱和水和饱和蒸汽潜热值如表2-2所示。
表2-2不同压力下饱和水及饱和蒸汽潜热表
Figure BDA0003558587090000033
蒸汽冷凝水占饱和蒸汽热能的比例计算如下：
Figure BDA0003558587090000041
Figure BDA0003558587090000042
Figure BDA0003558587090000043
Figure BDA0003558587090000044
通过计算发现，在压力为0～1.0MPa范围内，同压下蒸汽冷凝水占饱和蒸汽热能的比例范围为：18.57％～39.08％，且随着压力不断提高，比例也随之提升。
高温蒸汽冷凝水及其闪蒸汽回收率分析：
在锅炉平均出力为5t/h，用热设备工作压力为1.0MPa，疏水阀背压0.2MPa的工况下，由闪蒸率
Figure BDA0003558587090000045
公式[6]，查表2-2知：hf1＝781.4KJ/Kg，hf2＝562.1KJ/Kg，hfg＝2163.0KJ/Kg。
一次闪蒸率：
Figure BDA0003558587090000046
式中：
hf1——疏水阀入口端饱和水的热焓；
hf2——疏水阀出口端饱和水的热焓；
hfg——疏水阀出口端饱和蒸汽的潜热。
一次冷凝水回收率：
1-f1＝1-10.14％＝89.86％
因冷凝水回收装置中的闪蒸罐内有部分二次冷凝水可回收，为计算方便，闪蒸汽通过闪蒸罐后参照开式***回收冷凝水进行计算。二次冷凝水回收，可视用热设备工作压力为0.2MPa，疏水阀背压为0MPa的工况，通过表2-2查得hf1＝562.1KJ/Kg，hf2＝419.0KJ/Kg，hfg＝2256.5KJ/Kg。
二次闪蒸率：
Figure BDA0003558587090000047
二次冷凝水回收率：
1-f2＝1-6.34％＝93.66％
冷凝水总回收量：
G＝5t/h×89.86％+5t/h×10.14％×93.66％＝4.97t/h
Figure BDA0003558587090000051
经过上述计算过程发现，冷凝水总回收率达到了99％以上，闪蒸汽回收率达到了93％以上。
高温蒸汽冷凝水及其闪蒸汽回收效益分析
凝水回收效益由三部分构成：热量回收节能效益、工业用水节约效益及水处理费用节约效益。
①年节省煤炭费用
饱和蒸汽冷凝水在0.2MPa压力下，理论温度为133℃，考虑散热，一次冷凝水温度介于100～110℃之间，闪蒸汽热量和二次冷凝水热量再利用，计算较为复杂(计算从略)，因为低压闪蒸汽和低温冷凝水不可能全部利用，可以保守估计冷凝水热量回收率应在96％以上。已知：冷凝水的回收率为99.4％，0.2MPa压力饱和水的热焓为562.1KJ/Kg，不计入省煤器或者空气预热器节能的情况下，每天回收热量如下：
Q＝5t/h×99.4％×96％×24h×562.1KJ/Kg×1000Kg/t＝64365396KJ/D
格尔木比亚迪锂电材料有限公司锅炉的热效率约为70％，煤的发热量约为20920KJ/Kg，每天可节约用煤量：
Figure BDA0003558587090000052
该企业全年生产约为330天，则全年可节约用煤量：4395×330÷1000＝1450t，按照煤市场价750元/t计算，年节省费用＝1450×750＝108.7万元。
②工业用水年节约费用
高温蒸汽冷凝水经处理后直接作为锅炉补给水可大幅降低的工业用水量，已知每小时节能水量为4.97t/h，全年按330天计，格尔木自来水水费按2.5元/t计，则年节省水费为：
4.97t/h×24h×330×2.5元/t＝9.8万元
③水处理年节约费用
已知该企业软化水处理费用为1.25元/t，电费为0.5元/kWh，冷凝水回收装置运行功率0.65kW，则年节省费用为：
4.97t/h×24h×330×1.25元/t-0.65kW×24h×330×0.5元/kWh＝4.7万元
三项合计年节约费用：
108.7+9.8+4.7＝123.2万元
本研究冷凝水回收装置的投资额约为30万元，对比年节约费用，投资回收期较短。
(1)回收高温蒸汽冷凝水及其闪蒸汽能够降低锅炉给水的溶解氧浓度，从而减少水汽***金属氧腐蚀。
(2)在本研究工况下，高温蒸汽冷凝水及其闪蒸汽经过回收处理后，其水质满足锅炉给水水质标准GB/T1576-2018的要求。
(3)在本研究工况下，高温蒸汽冷凝水回收率可达99.4％，闪蒸汽回收率可达93.66％，热能回收率达到96％以上，冷凝水回收利用率高。
(4)在本研究工况下，回收高温蒸汽冷凝水及其闪蒸汽，每年可为该企业节省燃煤1450t，年节省燃煤费、工业用水费及软化水处理费合计达到123.2万元，经济效益明显。同时降低了锅炉负荷，稳定锅炉供汽压力，减轻锅炉和用汽设备的腐蚀，减少锅炉排污等，延长锅炉使用寿命。
(5)高温蒸汽冷凝水及其闪蒸汽的回收不仅减少了CO2、氮氧化物、硫化物及烟尘等排放对大气的污染，还改善了环境，防止高温蒸汽冷凝水排放对环境的热污染和对城市地下排水管网的腐蚀和破坏。
(6)综合上述结论可知，高温蒸汽冷凝水及其闪蒸汽高效回收技术的研究取得成功。
需要说明的是，以上内容仅仅说明了本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高温蒸汽冷凝水及其闪蒸汽双重回收再利用的方法，其特征在于，该方法为：将各个疏水阀站排放的蒸汽冷凝水汇集在一起，然后通过冷凝水回收装置对冷凝水进行处理，所述冷凝水回收装置采用闭式结构；处理过后的冷凝水进入除铁器，去除冷凝水中的含铁杂质；然后再进入膜过滤装置，去除冷凝水中油类、胶体及微小颗粒物；过滤后的冷凝水进除氧器，除氧后进软水箱。
2.根据权利要求1所述的高温蒸汽冷凝水及其闪蒸汽双重回收再利用的方法，其特征在于，所述冷凝水回收装置对冷凝水进行处理的具体方法为：首先设置闪蒸器对冷凝水进行汽液分离，汽液分离后的液相经过过滤网进入汽水回收罐体，汽液分离后的气相进入汽蚀消除器；过滤网的杂质通过排污管道排出；汽水回收罐体的总出水管通过水泵打入所述除铁器进行除铁。
3.根据权利要求1所述的高温蒸汽冷凝水及其闪蒸汽双重回收再利用的方法，其特征在于，所述膜过滤装置采用NCBR膜过滤装置，采用了过滤精度为0.1μm的NCBR膜。
4.根据权利要求1所述的高温蒸汽冷凝水及其闪蒸汽双重回收再利用的方法，其特征在于，所述除铁器进水温度≤120℃，出水温度≤20℃。
5.根据权利要求1所述的高温蒸汽冷凝水及其闪蒸汽双重回收再利用的方法，其特征在于，所述除氧器采用蒸汽加热除氧器，工作压力为0.59兆帕，工作温度为230~250 摄氏度。
CN202210282801.6A 2022-03-22 2022-03-22 一种高温蒸汽冷凝水及其闪蒸汽双重回收再利用的方法 Pending CN114811565A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210282801.6A CN114811565A (zh) 2022-03-22 2022-03-22 一种高温蒸汽冷凝水及其闪蒸汽双重回收再利用的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210282801.6A CN114811565A (zh) 2022-03-22 2022-03-22 一种高温蒸汽冷凝水及其闪蒸汽双重回收再利用的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114811565A true CN114811565A (zh) 2022-07-29

Family

ID=82530435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210282801.6A Pending CN114811565A (zh) 2022-03-22 2022-03-22 一种高温蒸汽冷凝水及其闪蒸汽双重回收再利用的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114811565A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4249486A (en) * 1979-08-21 1981-02-10 General Electric Company Steam condensate and waste water recycling process
CN101571283A (zh) * 2009-05-27 2009-11-04 王世英 蒸汽凝结水回收处理与余热利用***及其方法
CN102295356A (zh) * 2010-06-28 2011-12-28 中国石油化工股份有限公司 一种有机分离膜处理蒸汽凝结水的方法
CN102616972A (zh) * 2012-04-17 2012-08-01 常州光辉生物科技有限公司 高含盐氨基酸废水的综合回收处理方法及其处理装置
CN107461734A (zh) * 2017-09-28 2017-12-12 晋城天成化工有限公司 一种蒸汽冷凝水回收装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4249486A (en) * 1979-08-21 1981-02-10 General Electric Company Steam condensate and waste water recycling process
CN101571283A (zh) * 2009-05-27 2009-11-04 王世英 蒸汽凝结水回收处理与余热利用***及其方法
CN102295356A (zh) * 2010-06-28 2011-12-28 中国石油化工股份有限公司 一种有机分离膜处理蒸汽凝结水的方法
CN102616972A (zh) * 2012-04-17 2012-08-01 常州光辉生物科技有限公司 高含盐氨基酸废水的综合回收处理方法及其处理装置
CN107461734A (zh) * 2017-09-28 2017-12-12 晋城天成化工有限公司 一种蒸汽冷凝水回收装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
邢红;毛新宇;杨建育;张占伟;马存彪;陈彩霞;: "高盐水NCBR膜分离技术的研究", 化工时刊, no. 04 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201795471U (zh) 烟气余热利用***
CN203298285U (zh) 基于抽汽预热空气的电站机炉一体化余热利用***
CN104832939A (zh) 一种基于氟塑料换热器的烟气中水回收***及烟气中水回收方法
CN102767822B (zh) 利用锅炉烟气分级预热空气与汽轮机凝结水的集成***
CN114811565A (zh) 一种高温蒸汽冷凝水及其闪蒸汽双重回收再利用的方法
CN202002072U (zh) 热力***
CN205382137U (zh) 一种双锅炉粗煤气冷却除尘装置
CN208475300U (zh) 一种煤气发电机组低压加热器疏水***
CN202303332U (zh) 一种疏水余热回收利用***
CN213272679U (zh) 一种垃圾焚烧烟气超低排放低温消白***
CN213930868U (zh) 一种工业污废水余热清洁利用***
CN211551664U (zh) 一种采用三级换热的蒸汽烟气换热装置
CN205299567U (zh) 一种节能低尘排放燃煤火力发电***
CN201177254Y (zh) 凝结水闭式一体化回收利用***
CN204678742U (zh) 一种热泵式高温凝结水回收装置
CN114180534A (zh) 应用于纯氧硫磺回收工艺的循环冷却装置及循环冷却方法
CN211060085U (zh) 一种余热锅炉排污***
CN209763032U (zh) 一种锅炉排污锅水零排放装置
CN104896492A (zh) 一种节能低尘排放燃煤火力发电***
CN201837261U (zh) 冶金炉高温高含尘烟气余热发电专用装置
CN201837260U (zh) 电炉烟气有机朗肯循环余热发电及除尘专用设备
CN211864539U (zh) 一种炭黑尾气锅炉烟气脱硫及排水处理的装置
CN214332664U (zh) 一种改善余热锅炉低压省煤器低温腐蚀的装置
CN218626800U (zh) 一种低品位烟气余热回收***
CN216662747U (zh) 一种气化炉黑水处理***

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination