CN110836362A - 一种锅炉排污回收利用方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锅炉排污回收利用技术领域，具体涉及一种锅炉排污回收利用方法及装置，方法包括锅炉连排水进入连排扩容器，得到饱和蒸汽和高温水，高温水与排入定排罐中的系统疏水闪蒸，得到乏汽，乏汽进入吸收塔中液化，得到高温水，高温水进入气水分离装置将不凝气分离排出后进入除氧器；装置包括连排扩容器、定排罐、吸收塔和除氧器，连排扩容器的高温水出口与定排罐的高温水进口相连，定排罐的乏汽出口与吸收塔的乏汽进口相连，吸收塔的高温水出口与除氧器的高温水进口相连。本发明符合国家节能政策，起到明显节约能源效果，彻底改变工作环境，降低环境热污染改善大气环境，减少碳排放，节省资源，延长资源利用时间，具有良好的经济效益。

Description

一种锅炉排污回收利用方法及装置

技术领域

本发明涉及锅炉排污回收利用技术领域，具体涉及一种锅炉排污回收利用方法及装置。

背景技术

热电厂是指在发电的同时，还能够利用汽轮机的抽汽或排汽为用户供热的火电厂。高压锅炉是热电厂不可或缺的设备之一，其在运行时会排放大量污水，每小时排污量可达到10吨。

一种现有技术是将锅炉连排水引至连排扩容器闪蒸，闪蒸得到的0.35MPa的蒸汽被送至除氧器进汽管路，连排高温水被送至定期排污管，然后经定排排至地沟。由于连排闪蒸蒸汽至除氧器进汽管路间距离较长，在到达除氧器进汽管路之前部分蒸汽会凝结成水，因此除氧器进汽管路内便会产生气液双相水击现象，造成除氧器振动，影响除氧器的正常工作。因此，为保证除氧器的稳定运行，现阶段一般采用将连排水闪蒸得到的蒸汽与高温水一起混合排入定期排污罐的处理方法，然而这种方法会在定排扩容器中闪蒸排放出大量的蒸汽，这些蒸汽排放入大气后会增加周围空气的湿度，蒸汽降温后形成的水滴或水雾会加重设备的腐蚀，冬季还会降低周围空气环境的能见度，给员工的安全造成不良影响。此外，由于闪蒸蒸汽含有大量的热焓值和汽化潜热，将其排放入大气中等于将大量的热能直接排入大气，因此也会造成大量的热能浪费。

基于此，提供一种锅炉排污回收利用方法及装置对减少热量浪费和环境热污染具有重要的现实意义。

发明内容

针对现有技术连排水不经利用便排放，造成大量的热量浪费和极大的热污染问题，本发明提供一种锅炉排污回收利用方法及装置，该方法符合国家节能政策，起到明显节约能源的效果，彻底改变工作环境，降低环境热污染改善大气环境，同时可以减少碳排放，节省资源，延长资源利用时间，对企业及国家具有深远意义；该装置解决了排污后高温高压废水直接排放造成的热量、水量大量浪费问题，同时闪蒸出蒸汽，回收脱盐水入管网运行，实现了蒸汽凝结水、乏汽的闭式回收及利用，充分减少能量损失，节省脱盐水用量，降低消耗，具有良好的经济效益。

第一方面，本发明提供一种锅炉排污回收利用方法，所述方法包括以下步骤：

S1：锅炉连排水进入连排扩容器闪蒸，得到饱和蒸汽和高温水；

S2：S1中得到的高温水排入定排罐中，与排入定排罐中的系统疏水一起闪蒸，得到乏汽和水；

S3：乏汽进入吸收塔中液化，得到高温水；

S4：S3中得到的高温水进入气水分离装置中，将水中的不凝气分离排出；

S5：S4中分离出不凝气后的高温水进入除氧器。

进一步的，所述S1得到的饱和蒸汽并入1.1MPa管网供化工生产加热使用；

所述S2得到的水排入疏水箱，采暖期作为热水用于换热站的采暖水系统中，过剩时将部分热水作为脱盐水站的原水系统补水使用；非采暖季节作为脱盐水站的原水系统补水使用。

进一步的，所述S3中乏汽液化包括：

利用具有压力的脱盐水或汽轮机凝结水的射流作用，使低压乏汽被抽吸到吸收塔内部的喷射器内，喷射器内乏汽和水直接接触传质传热，使与水接触的乏汽迅速相变，凝结成水。

进一步的，所述S3中乏汽液化还包括：

吸收塔内部的双层喷淋、多段布水、走廊式进气、高精环翼、汽水涡旋结构形成汽阱，汽阱为多段沿程走廊吸收方式，通过低温除盐水的旋流、卷吸和降淋作用，使乏汽被吸入并与除盐水发生传质传热，迅速相变液化。

进一步的，所述汽阱为在吸收塔内上下布置的两级汽阱，在喷射器和一级汽阱中未被液化的少量乏汽进入二级汽阱中被水全部液化。

第二方面，本发明提供一种锅炉排污回收利用装置，采用该装置可实现上述锅炉排污回收利用方法，所述装置包括连排扩容器、定排罐、吸收塔和除氧器，所述连排扩容器设有连排水进口、蒸汽出口和高温水出口，所述定排罐设有高温水进口、乏汽出口和疏水出口，所述吸收塔设有乏汽进口、高温水出口和不凝气出口，所述吸收塔内部设有喷射器和气水分离装置，所述除氧器包括高温水进口、高温水出口和氧气出口；

所述连排扩容器的高温水出口与定排罐的高温水进口相连，所述定排罐的乏汽出口与吸收塔的乏汽进口相连，所述吸收塔的高温水出口与除氧器的高温水进口相连。

进一步的，所述吸收塔内部的喷射器成矩阵形分布。

进一步的，所述吸收塔内部为双层喷淋、多段布水、走廊式进汽、汽水涡旋，所述吸收塔内部还设有气液分离装置。双层喷淋、多段布水、走廊式进汽、汽水涡旋结构可形成汽阱，通过低温除盐水的旋流、卷吸和降淋作用，使乏汽被吸入，与除盐水发生传质传热，迅速相变液化；气液分离装置可能迅速把高温水中富余的氧气和空气等不凝气分离排放出来，保障高温水中含氧量低于除氧器要求的进水标准。

进一步的，所述吸收塔还设有乏汽出口。如果短时间没有脱盐水经过吸收塔或脱盐水量不足时，定排及连排乏汽仍可以顺利通过设备排空，不会产生憋压的情况，以确保更安全运行。该乏汽出口可根据现场的设备框架架设到高空，避免对现场产生安全影响。

进一步的，所述装置还包括疏水箱，所述疏水箱设有疏水进口，所述疏水箱疏水进口的高度与定排罐的U型水封高度相同，所述定排罐的疏水出口与疏水箱的疏水进口相连，所述疏水箱侧面与疏水进口同一高度处还设有溢流阀门。定排罐的U型水封为定排罐的常规结构，溢流阀门能够在异常情况下，将多余的水排入地沟。

本发明提供的锅炉排污回收利用方法及装置，涉及连排水闪蒸蒸汽的利用、连排扩容器高温水的二次闪蒸利用、定排罐水的回收利用、定排罐乏汽的回收利用等方面，其有益效果在于，

(1)环保方面：定排扩容器中蒸汽放空已消除，降低了周围环境的噪音污染，而且排放的污水显著减少，降低了污水治理的压力；

(2)设备方面：装置投用后，除氧器的运行稳定，进汽管液击现象完全消除，同时由于放空蒸汽减少，空气湿度明显降低，定排扩容器附近设备腐蚀情况明显改善；

(3)节能收益方面：主要体现在乏汽回收效益、连排扩容器蒸汽利用效益、节省脱盐水的效益上，具体收益如下：

①乏汽回收节省除氧器耗汽量的节能效益：341126元/年；

②连排闪蒸蒸汽利用节能效益：1057018元/年；

③节约脱盐水价值：106521.6元/年；

④运行成本：电费1.1×0.65×8000＝5720元，检修费用每年约为20000元；

年经济效益＝锅炉排污回收利用装置回收效益＝年节约价值-年运行电费-年检修费用＝341126+1057018+106521.6-5720-20000＝1478945.6元，即按年运行8000h计算，该项目年经济效益为147.89万元。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明锅炉排污回收利用装置的一种结构示意图；

图2是本发明锅炉排污回收利用装置的另一种结构示意图。

图中，1-连排扩容器，2-定排罐，3-吸收塔，4--除氧器，5-疏水箱，6-疏水泵，7-高温回水泵。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，一种锅炉排污回收利用方法，所述方法包括以下步骤：

S1：锅炉连排水进入连排扩容器1闪蒸，得到饱和蒸汽和高温水；

S2：S1中得到的高温水排入定排罐2中，与排入定排罐2中的系统疏水一起闪蒸，得到乏汽和水；

S3：乏汽进入吸收塔3中液化，得到高温水；

S4：S3中得到的高温水进入气水分离装置中，将水中的不凝气分离排出；

S5：S4中分离出不凝气后的高温水进入除氧器4。

实施例2

如图2所示，一种锅炉排污回收利用方法，所述方法包括以下步骤：

S1：锅炉连排水进入连排扩容器1闪蒸，得到饱和蒸汽和高温水，饱和蒸汽并入1.1MPa管网供化工生产加热使用；

S2：S1中得到的高温水排入定排罐2中，与排入定排罐2中的系统疏水一起闪蒸，得到乏汽和水，水排入疏水箱5，疏水箱5中的水通过疏水泵6排出，采暖期作为热水用于换热站的采暖水系统中，过剩时将部分热水作为脱盐水站的原水系统补水使用；非采暖季节作为脱盐水站的原水系统补水使用；

S3：乏汽进入吸收塔3中，利用具有压力的脱盐水或汽轮机凝结水的射流作用，使低压乏汽被抽吸到吸收塔3内部的喷射器内，喷射器内乏汽和水直接接触传质传热，使与水接触的乏汽迅速相变凝结，得到高温水；

同时，吸收塔3内部的双层喷淋、多段布水、走廊式进气、高精环翼、汽水涡旋结构形成上下布置的两级汽阱，汽阱为多段沿程走廊吸收方式，通过低温除盐水的旋流、卷吸和降淋作用，使乏汽被吸入并与除盐水发生传质传热，迅速相变液化，在喷射器和一级汽阱中未被液化的少量乏汽进入二级汽阱中被水全部液化；

S4：S3中得到的高温水进入气水分离装置中，将水中的不凝气分离排出；

S5：S4中分离出不凝气后的高温水通过高温回水泵7加压输送到除氧器4中除氧。

实施例3

如图1所示，一种锅炉排污回收利用装置，所述装置包括连排扩容器1、定排罐2、吸收塔3和除氧器4，所述连排扩容器1设有连排水进口、蒸汽出口和高温水出口，所述定排罐2设有高温水进口、乏汽出口和疏水出口，所述吸收塔3设有乏汽进口、高温水出口和不凝气出口，所述吸收塔3内部设有喷射器和气水分离装置，所述除氧器4包括高温水进口、高温水出口和氧气出口；

所述连排扩容器1的高温水出口与定排罐2的高温水进口相连，所述定排罐2的乏汽出口与吸收塔3的乏汽进口相连，所述吸收塔3的高温水出口与除氧器4的高温水进口相连。

实施例4

如图2所示，在实施例3的基础上，锅炉排污回收利用装置的吸收塔3内部的喷射器成矩阵形分布，吸收塔3内部为双层喷淋、多段布水、走廊式进汽、汽水涡旋，所述吸收塔3还设有气液分离装置和乏汽出口；装置还包括疏水箱5，所述疏水箱5设有疏水进口，所述疏水箱疏水进口的高度与定排罐2的U型水封高度相同，所述定排罐2的疏水出口与疏水箱5的疏水进口相连，所述疏水箱5侧面与疏水进口同一高度处还设有溢流阀门。

实施例5

如图2所示，兖矿国宏化工热电厂现有2台160t/h高压锅炉和1台260t/h高压锅炉，锅炉排出的排污水，每小时约10吨左右，锅炉连排水自锅炉汽包连排管路引至连排扩容器，连排扩容器设有两个进水口，使3台锅炉的连排水分两个进口进入连排扩容器，保证连排水的均匀扩容汽化，减少蒸汽带水的诱因，连排扩容器的工作压力为1.1MPa，经连排扩容器闪蒸，得到饱和蒸汽和高温水，饱和蒸汽送到1.1MPa蒸汽管网，接口在就近的管网上，供化工生产加热使用，在连排扩容器的蒸汽排出管道上安装止回阀，防止蒸汽倒流到连排扩容器中造成蒸汽的浪费；连排水扩容闪蒸得到的高温水被引至定排罐中，将连排扩容器的高温水排出管道上的出水调节阀更换为具有实际调节功能的气动调节阀，并安装差压变送器进行液位采集和远传，利用液位信号控制调节阀动作，保持液位稳定；

连排水扩容闪蒸得到的高温水和排入定排罐中的系统疏水一起闪蒸，得到乏汽和水，在定排罐顶部的乏汽排出管道上安装等径三通和一台去往吸收塔的切换蝶阀，用于乏汽排空和回收之间的切换，正常情况下将排空关闭并打开通往吸收塔的蝶阀，将乏汽送到吸收塔进行回收；保留定排罐疏水排出管道的“U”型水封，将水排入疏水箱，用于回收利用，进入疏水箱的管口高度同定排罐“U”型水封高度，疏水箱的容量为30m³，壁厚为12mm，另外在疏水箱的侧面同样的高度开口和安装溢流阀门，异常情况下，将多余的水排入地沟，在疏水箱疏水泵位置新增两台热水泵，冬季采暖期可将热水送到换热站的采暖水系统，节省采暖使用的蒸汽量和采暖系统的补水量，热水泵的扬程同采暖系统供水压力平衡，热水的正常流量约为6t/h，如果采暖系统水量过剩可以将部分热水直接送到脱盐水站的原水系统，非采暖季节，将热水全部送到脱盐水站的原水系统作为补水使用；

根据《城市热力网设计规范》，对补水水质有以下要求：

①悬浮物≤20mg/L②总硬度≤6mg-N/L③PH值≥7；

实际测量锅炉排污水指标为：

悬浮物：6mg/L②总硬度：0.8mg-N/L③PH值：9.86，满足补水水质要求；

乏汽进入吸收塔中，吸收塔回收乏汽能力为4t/h，吸收塔的内部结构由矩阵形排列的喷射器、两级汽阱和控制系统组成，汽阱是通过双层喷淋、多段布水、走廊式进汽、汽水涡旋等装置形成的空间；吸收塔对乏汽的吸收包括喷射吸收和汽阱吸收两方面，喷射吸收是利用具有压力的脱盐水射流作用，使低压乏汽被抽吸到喷射器内，在喷射器内乏汽和水直接接触传质传热，使和水接触的乏汽迅速相变，凝结成水；汽阱吸收为多段沿程走廊吸收方式，通过低温除盐水的旋流、卷吸和降淋作用，使乏汽被吸入，与除盐水发生传质传热，迅速相变液化，乏汽一直处于流通和不断的液化中，不会引起排放背压的升高，在喷射器和一级汽阱中没有被液化的小量乏汽进入二级汽阱中被水全部液化；吸收乏汽的水首先通过吸收顶部进入余热回收段，再进入下部同乏汽直接接触换热和吸收，最终形成约95℃的高温水；吸收塔还设有乏汽出口，因此也是一个排放乏汽的通道，如果短时间没有脱盐水经过吸收塔，则定排及连排乏汽可以顺利通过设备排空，不会产生憋压的情况，乏汽出口的排空阀门保持敞开状态，当脱盐水量不足时，吸收塔可以排汽，设备排空管道根据现场的设备框架架设到高空，避免对现场产生安全影响；另外吸收塔设置安全阀，可确保更安全运行；

高温水通过高温回水泵加压输送到除氧器中，泵出口的高温水接在除氧器的进水调节阀之后，以便调节回收装置的液位，装置的液位用水泵的转速控制，即水泵采用变频控制，始终保持液位稳定，智能化的自动控制保障乏汽排放背压稳定，系统自动运行，不需人员值守，按照乏汽流量计算用水量约为28t/h，水泵的排水量为42t/h，水泵的扬程为61m，装置配备两台水泵，一用一备。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种锅炉排污回收利用方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：锅炉连排水进入连排扩容器(1)闪蒸，得到饱和蒸汽和高温水；

S2：S1中得到的高温水排入定排罐(2)中，与排入定排罐(2)中的系统疏水一起闪蒸，得到乏汽和水；

S3：乏汽进入吸收塔(3)中液化，得到高温水；

S4：S3中得到的高温水进入气水分离装置中，将水中的不凝气分离排出；

S5：S4中分离出不凝气后的高温水进入除氧器(4)。

2.如权利要求1所述的一种锅炉排污回收利用方法，其特征在于，所述S1得到的饱和蒸汽并入1.1MPa管网供化工生产加热使用；

所述S2得到的水排入疏水箱(5)，采暖期作为热水用于换热站的采暖水系统中，过剩时将部分热水作为脱盐水站的原水系统补水使用；非采暖季节作为脱盐水站的原水系统补水使用。

3.如权利要求1所述的一种锅炉排污回收利用方法，其特征在于，所述S3中乏汽液化包括：

利用具有压力的脱盐水或汽轮机凝结水的射流作用，使低压乏汽被抽吸到吸收塔(3)内部的喷射器内，喷射器内乏汽和水直接接触传质传热，使与水接触的乏汽迅速相变，凝结成水。

4.如权利要求3所述的一种锅炉排污回收利用方法，其特征在于，所述S3中乏汽液化还包括：

吸收塔(3)内部的双层喷淋、多段布水、走廊式进气、高精环翼、汽水涡旋结构形成汽阱，汽阱为多段沿程走廊吸收方式，通过低温除盐水的旋流、卷吸和降淋作用，使乏汽被吸入并与除盐水发生传质传热，迅速相变液化。

5.如权利要求4所述的一种锅炉排污回收利用方法，其特征在于，所述汽阱为在吸收塔(3)内上下布置的两级汽阱，在喷射器和一级汽阱中未被液化的少量乏汽进入二级汽阱中被水全部液化。

6.一种锅炉排污回收利用装置，其特征在于，所述装置包括连排扩容器(1)、定排罐(2)、吸收塔(3)和除氧器(4)，所述连排扩容器(1)设有连排水进口、蒸汽出口和高温水出口，所述定排罐(2)设有高温水进口、乏汽出口和疏水出口，所述吸收塔(3)设有乏汽进口、高温水出口和不凝气出口，所述吸收塔(3)内部设有喷射器和气水分离装置，所述除氧器(4)包括高温水进口、高温水出口和氧气出口；

所述连排扩容器(1)的高温水出口与定排罐(2)的高温水进口相连，所述定排罐(2)的乏汽出口与吸收塔(3)的乏汽进口相连，所述吸收塔(3)的高温水出口与除氧器(4)的高温水进口相连。

7.如权利要求6所述的一种锅炉排污回收利用装置，其特征在于，所述吸收塔(3)内部的喷射器成矩阵形分布。

8.如权利要求6所述的一种锅炉排污回收利用装置，其特征在于，所述吸收塔(3)内部为双层喷淋、多段布水、走廊式进汽、汽水涡旋，所述吸收塔内部还设有气液分离装置。

9.如权利要求6所述的一种锅炉排污回收利用装置，其特征在于，所述吸收塔还设有乏汽出口。

10.如权利要求6所述的一种锅炉排污回收利用装置，其特征在于，所述装置还包括疏水箱(5)，所述疏水箱(5)设有疏水进口，所述疏水箱(5)疏水进口的高度与定排罐(2)的U型水封高度相同，所述定排罐(2)的疏水出口与疏水箱(5)的疏水进口相连，所述疏水箱(5)侧面与疏水进口同一高度处还设有溢流阀门。

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