CN101290087B

CN101290087B - 蒸汽冷凝水及其二次蒸汽回收方法和设备

Info

Publication number: CN101290087B
Application number: CN2007100397590A
Authority: CN
Inventors: 张雄文; 吴长宁
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2007-04-20
Filing date: 2007-04-20
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2027-04-20
Also published as: CN101290087A

Abstract

本发明提供了一种蒸汽冷凝水及其二次蒸汽的回收方法和设备，该方法主要是将不同压力范围的蒸汽冷凝水通过各自的冷凝水总管汇集到同一回收系统中进行集中回收蒸汽冷凝水和二次蒸汽；该设备主要是采用一根以上的冷凝水总管和蒸汽冷凝水及二次蒸汽回收装置相连接。这种回收方法和设备不但能回收各类高中低压蒸汽伴管和蒸汽主管蒸汽冷凝水及其二次蒸汽，还能回收大型蒸汽加热设备大排量的蒸汽冷凝水及其二次蒸汽。具有集中回收和同时回收不同压力范围的蒸汽冷凝水的优点，在节约能源和资源方面具有显著的经济效益。

Description

蒸汽冷凝水及其二次蒸汽回收方法和设备

技术领域

本发明涉及蒸汽冷凝水回收领域，具体涉及蒸汽冷凝水及其二次蒸汽的回收方法和设备。

背景技术

蒸汽在使用后绝大部分变成冷凝水，其水质接近或达到纯水的水质，可以作为蒸汽锅炉的补水，是宝贵的可再次利用的能源。目前，发达国家的蒸汽冷凝水的回收利用率平均超过80％，而我国低于30％，极具节能潜力。国内蒸汽加热和输送设备中，只有在冷凝水量较大且集中的单体加热设备才考虑回收，其回收装置简单，冷凝水经闪蒸后进入循环水或纯水系统，其二次蒸汽一般不回收。尽管单个疏水阀冷凝水和二次蒸汽量小，但累计冷凝水和二次蒸汽总量很大。没回收的冷凝水和二次蒸汽一般都就地排放，不但造成能源浪费，还严重影响现场环境和人员安全。而且国内目前也还没有对蒸汽伴管和蒸汽主管产生的冷凝水及其二次蒸汽同时进行回收的装置。

发明内容

本发明提供一种蒸汽冷凝水回收方法。

本发明还提供一种蒸汽冷凝水及其二次蒸汽回收方法。

本发明还提供一种蒸汽冷凝水回收设备。

本发明还提供一种蒸汽冷凝水及其二次蒸汽回收设备。

本发明所提供的蒸汽冷凝水回收方法，是将不同压力范围的蒸汽冷凝水分别回收到各自的冷凝水总管中，然后集中汇集到纯水回收系统。

本发明所提供的蒸汽冷凝水回收方法，可以采用耐背压的疏水阀，将高或中低压蒸汽冷凝水分别回收到各自的冷凝水总管中，然后集中汇集到纯水回收系统。

本发明所提供的蒸汽冷凝水及其二次蒸汽回收方法，是将不同压力范围的蒸汽冷凝水分别通过各自的冷凝水总管接入到闪蒸罐中，蒸汽冷凝水在闪蒸罐二次闪蒸后分离为二次蒸汽和冷凝水，二次蒸汽自闪蒸罐顶回收，冷凝水自闪蒸罐底回收。

本发明所提供的蒸汽冷凝水及其二次蒸汽回收方法，可采用耐背压的疏水阀，将高或中低压蒸汽冷凝水分别回收到各自的冷凝水总管中，冷凝水回收总管保温，并接入闪蒸罐中；蒸汽冷凝水在闪蒸罐二次闪蒸后分离为二次蒸汽和水，二次蒸汽自闪蒸罐顶通过调节阀或止回阀并入蒸汽管网系统，底部冷凝水经过疏水阀后排入疏水泵中，疏水泵将冷凝水排入循环水或纯水槽中。

本发明所提供蒸汽冷凝水回收设备，包括冷凝水总管和与其相连接的纯水回收系统，其中冷凝水总管的数目为一根以上。

本发明所提供蒸汽冷凝水回收设备，其冷凝水总管可与疏水阀相连接。

本发明所提供蒸汽冷凝水回收设备，其纯水回收系统通过疏水泵系统与冷凝水总管相连接，冷凝水总管的数目可以是两根。

本发明所提供的蒸汽冷凝水及其二次蒸汽回收设备，包括冷凝水总管、闪蒸罐、蒸汽回收系统和纯水回收系统，冷凝水总管和闪蒸罐相连接，闪蒸罐顶部和蒸汽回收系统相连接，闪蒸罐底部和纯水回收系统相连接；其中冷凝水总管的数目为一根以上。

本发明所提供蒸汽冷凝水及其二次蒸汽回收设备，其冷凝水总管可与疏水阀相连接。

本发明所提供蒸汽冷凝水及其二次蒸汽回收设备，其蒸汽回收系统可以是蒸汽管网，其纯水回收系统可以通过疏水泵系统与闪蒸罐底部相连接，冷凝水总管的数目可以是三根。

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

对蒸汽伴管和蒸汽主管道蒸汽冷凝水，采用耐背压的疏水阀，将高或中低压蒸汽冷凝水分别回收到各自的冷凝水总管中，冷凝水靠疏水阀的背压排入纯水回收系统。

为回收二次蒸汽，冷凝水回收总管保温，并接入闪蒸罐中，闪蒸罐根据冷凝水量和汽水分离时间来选择高度和直径。蒸汽冷凝水在闪蒸罐二次闪蒸后分离为二次蒸汽和水，二次蒸汽自闪蒸罐顶通过调节阀(或止回阀)并入蒸汽管网系统，底部冷凝水经过疏水阀后排入疏水泵中，疏水泵靠蒸汽驱动将冷凝水排入循环水或纯水槽中。对大排量的蒸汽加热设备直接将蒸汽冷凝水接入闪征蒸罐中。

这种蒸汽冷凝水及其二次蒸汽回收方法关键是选择耐背压的疏水阀和合适的疏水泵，疏水阀压力等级、排水量、阀嘴大小、公称直径等都要与现场蒸汽情况匹配，疏水泵排量与冷凝水量匹配，其动力蒸汽要通过减压阀控制在0.4～0.6Mpa范围。要根据冷凝水总量和二次蒸汽量选择和敷设管道，要防止水击，防止疏水阀憋压不疏水，保持整个系统顺畅。

这种冷凝水及其二次蒸汽回收方法的最大优点是能同时回收不同压力等级的蒸汽冷凝水及其二次蒸汽，设备简单，节能效益明显。

这种冷凝水及其二次蒸汽回收的流程为：冷凝水经回收管道，靠背压汇入回收总管中，根据压力等级差别，分高、中、低压分别进闪蒸塔中，闪蒸汽通过塔顶调节系统并入蒸汽管网，塔底冷凝水靠闪蒸塔压力经疏水阀后进疏水泵的集水罐中，其动作过程如下：

充水：进水止回阀开启，蒸汽进口阀和泵出口止回阀关闭，联动机构处于低位，泵内无压。

开始压送：浮球随着冷凝水的流入而上升至排水点，联动机构动作到高位，泵内带压，进水止回阀关闭，蒸汽进口阀和泵出口止回阀开启，动力蒸汽压入，冷凝水排出。

结束压送：随着冷凝水的排出，浮球下降，直至联动机构动作到低位，泵内压力释放。

重新充水：蒸汽进口和泵出口止回阀重新关闭，排汽阀和进口止回阀开启，又进入充水状态，重复动作过程。

改造对象的蒸汽主管和伴管的蒸汽冷凝水没有冷凝水和二次蒸汽回收系统，蒸汽冷凝水就地排放，其二次闪蒸汽排放在大气中。按附图流程设计的蒸汽冷凝水和二次蒸汽回收装置，回收效益是回收蒸汽和回收冷凝水效益之和：

回收蒸汽效益：回收蒸汽量X蒸汽单价；

回收冷凝水效益：回收冷凝水量X循环水(或纯水)单价。

共回收近600台4.0Mpa、1.6Mpa、0.8Mpa和0.3Mpa蒸汽主管和伴管产生的冷凝水及其二次蒸汽，蒸汽管道累计超过3000米，整个系统运行稳定，二次蒸汽和冷凝水都能顺利回收。蒸汽冷凝水根据水质情况可作纯水或循环水使用，二次蒸汽并入0.3Mpa蒸汽管网中。累计回收冷凝水约4吨/小时，二次蒸汽(0.3Mpa)～0.6吨/小时，每年累计效益达65万元(按冷凝水作循环水用)。其投资回收期根据水质情况一般在1～1.5年。(注：蒸汽和循环水价格按目前宝钢能源部价格：工业水2.2元/吨，0.3MPa蒸汽110元/吨)。

附图说明

附图1是蒸汽冷凝水回收装置流程图。

附图2是蒸汽冷凝水及其二次蒸汽回收装置流程图。

具体实施方式

附图标记说明

1低压蒸汽疏水阀2中压蒸汽疏水阀3疏水泵系统4集水罐5浮球

6蒸汽调节阀7止回阀8联动弹簧9高压蒸汽疏水阀10闪蒸罐11安全阀

实施例1

附图1是蒸汽冷凝水回收装置流程图，图中1和2分别为低压和中压蒸汽冷凝水疏水系统，靠疏水阀背压分别进入纯水回收系统中。

附图1所示装置可直接回收蒸汽冷凝水，回收冷凝水总管不需保温，装置简单，运行稳定。其实施例为回收1.6Mpa蒸汽冷凝水，阀嘴7/64“，DN20，25个；0.8Mpa蒸汽冷凝水，阀嘴1/8″，DN20，80个；0.3Mpa蒸汽冷凝水，阀嘴1/4″，DN20，210个。其中1.6Mpa蒸汽冷凝水单独敷设管道，0.8Mpa和0.3Mpa蒸汽冷凝水合设回收管道。回水管进入疏水泵，由疏水泵送至用水装置，累计回收2500kg/h，年效益约4.5万元(作循环水用)。

对回收单套排量较大的冷凝水装置，取消附图中疏水泵，冷凝水靠疏水阀的背压排入纯水回收系统中。其实施例为一台加热设备，蒸汽为0.8Mpa，回收冷凝水量为1100kg/h，作纯水用，疏水阀DN50mm，阀嘴1/4”，年效益约10万元。

实施例2

附图2是蒸汽冷凝水和二次蒸汽回收流程图，图中1、2、9分别为低、中、高压蒸汽冷凝水疏水系统，靠疏水阀背压分别进入各自冷凝水回收总管和闪蒸罐10中，二次蒸汽闪蒸后经调节阀调节压力进入0.3MPa蒸汽管网中，冷凝水经集水罐4后自流入疏水泵系统3中，图中5为浮球，8为联动弹簧，靠动力蒸汽将冷凝水排入循环水槽或纯水槽中。图中安全阀11为保护闪蒸罐设施，压力超过闪蒸罐设计压力时即起跳。

附图2所示回收装置，蒸汽冷凝水和其二次蒸汽回收关键是选择耐背压的疏水阀和合适的疏水泵，疏水阀压力等级、排水量、阀嘴大小、公称直径等都要与现场蒸汽情况匹配，疏水泵排量与冷凝水量匹配，其动力蒸汽要通过减压阀控制在0.4～0.6Mpa范围。要根据冷凝水总量和二次蒸汽量选择和敷设管道，要防止水击，防止疏水阀憋压不疏水，保持整个系统顺畅。附图中将4.0Mpa，1.6MPa，0.8Mpa和0.3Mpa蒸汽冷凝水分别回收，将4.0Mpa和.6MPa蒸汽冷凝水产生的二次蒸汽经调节阀调节压力进入0.3MPa蒸汽管网中，冷凝水经集水罐后自流入疏水泵中，靠动力蒸汽排入循环水槽或纯水槽中。

表1 不同压力等级和不同管径的蒸汽主管冷凝水量

序号	压力等级(MPa)	管径(DN)	冷凝水量(kg/m·h)	疏水阀公称直径(DN)	疏水阀阀嘴
						1	4.0	200	1.76	25	38#
2	4.0	150	1.40	25	38#
						3	4.0	100	0.91	20	38#
4	4.0	50	0.53	20	38#
						5	1.6	400	2.0	20	1/8”
6	1.6	300	1.58	20	1/8″
						7	1.6	250	1.33	20	1/8″
8	1.6	150	0.79	20	1/8″
						9	0.8	200	0.82	20	5/32”
10	0.8	100	0.42	20	5/32”
						11	0.8	80	0.34	20	5/32”
12	0.3	300	0.79	20	5/32”
						13	0.3	200	0.54	20	5/32”
14	0.3	150	0.39	20	5/32”
						15	0.3	100	0.28	20	5/32”
16	0.3	50	0.16	20	5/32”

表2 不同压力等级和不同管径的蒸汽伴管冷凝水量

序号	压力等级(MPa)	冷凝水量(kg/m·h)	疏水公称直径(DN)	疏水阀阀嘴
					1	0.8	0.133	25	5/32”
2	0.8	0.104	20	5/32”
					3	0.3	0.072	20	5/32”
4	0.3	0.092	25	5/32”

4.0Mpa，1.6MPa，0.8Mpa和0.3Mpa蒸汽冷凝水和二次蒸汽回收管管径根据冷凝水和二次蒸汽量的大小选择为DN100mm，疏水阀背压按0.3Mpa考虑，其中0.3Mpa蒸汽冷凝水由于背压原因只回收冷凝水。根据冷凝水量可计算出4.0Mpa，1.6MPa闪蒸出的0.3Mpa二次蒸汽量分别为293kg/h和300kg/h，并入0.3Mpa蒸汽管网，回收冷凝水约4000kg/h。此装置已稳定运行近2年，既能回收二次蒸汽还能回收蒸汽冷凝水，年累计效益达65万元，是最合理的回收方式。

Claims

1.一种蒸汽冷凝水回收方法，其特征在于，所述方法将高、中和低压力的蒸汽冷凝水和其产生的二次蒸汽同时回收，可将多达600台的疏水器排出的冷凝水集中回收，然后汇集到蒸汽闪蒸系统中，高和中压力的蒸汽冷凝水闪蒸后的二次蒸汽并入蒸汽管网，冷凝水进入纯水回收系统。

2.如权利要求1所述的蒸汽冷凝水回收方法，其中所述不同压力范围的蒸汽冷凝水是采用耐背压的疏水阀，将高或中低压蒸汽冷凝水分别回收到各自的冷凝水总管中。

3.一种蒸汽冷凝水回收设备，包括冷凝水总管和与其相连接的纯水回收系统，其特征是，所述冷凝水总管连接有多达600台的蒸汽主管和伴管，所述冷凝水总管的数目为一根以上。

4.如权利要求3所述的蒸汽冷凝水回收设备，其特征还在于所述蒸汽冷凝水回收设备还包括与所述冷凝水总管相连接的耐背压的疏水阀。

5.如权利要求3或4所述的蒸汽冷凝水回收设备，其特征还在于所述蒸汽冷凝水回收设备还包括疏水泵系统，其中所述纯水回收系统通过疏水泵系统与所述冷凝水总管相连接，所述冷凝水总管的数目为两根。

6.一种蒸汽冷凝水及其二次蒸汽回收设备，包括冷凝水总管、闪蒸罐、蒸汽回收系统和纯水回收系统，冷凝水总管和闪蒸罐相连接，闪蒸罐顶部和蒸汽回收系统相连接，闪蒸罐底部和纯水回收系统相连接；其特征是，所述冷凝水总管连接有多达600台的蒸汽主管和伴管，所述冷凝水总管的数目为一根以上。

7.如权利要求6所述的蒸汽冷凝水及其二次蒸汽回收设备，其特征还在于所述蒸汽冷凝水及其二次蒸汽回收设备还包括与所述冷凝水总管相连接的耐背压的疏水阀。

8.如权利要求6或7所述的蒸汽冷凝水及其二次蒸汽回收设备，其特征还在于所述蒸汽冷凝水及其二次蒸汽回收设备还包括疏水泵系统，其中所述纯水回收系统通过疏水泵系统与所述闪蒸罐底部相连接；所述蒸汽回收系统是蒸汽管网；所述冷凝水总管的数目为三根。