Возврат конденсата в котельную

Сбор и возврат конденсата в котел

Общая характеристика

При передаче тепла производственному процессу при помощи теплообменника пар отдает скрытую теплоту (теплоту конденсации) и конденсируется, образуя горячую воду. Эта вода теряется или (что является обычной практикой) собирается и возвращается в котел. Повторное использование конденсата преследует четыре цели:

• использование тепловой энергии, содержащейся в горячем конденсате;
• снижение затрат на получение сырой подпиточной воды;
• снижение затрат на подготовку сырой воды;
• снижение затрат, связанных со сбросом сточных вод (там, где это применимо).

Конденсат собирается при атмосферном или отрицательном давлении. При этом источником конденсата может быть пар с гораздо более высоким давлением.

Экологические преимущества

При снижении давления до атмосферного часть конденсата может вновь самопроизвольно испаряться, образуя выпар. Последний также может быть собран и использован повторно.

Возврат конденсата приводит также к сокращению расхода химических веществ на водоподготовку. Сокращаются и объемы потребляемых и сбрасываемых вод также.

Производственная информация

В случае отрицательного давления необходима деаэрация конденсата.

Применимость

Данный метод неприменим в случаях, когда собранный конденсат загрязнен, или когда сбор конденсата невозможен в силу того, что сам пар используется в технологическом процессе.

При проектировании новых установок рекомендуемым подходом является разделение конденсата на потенциально загрязняемый и незагрязненный (чистый) потоки. Чистый конденсат поступает из источников, где загрязнение в принципе невозможно (например, из ребойлеров, рабочее давление которых выше давления технологического процесса, так что в случае утечки пар попадает наружу, а не компоненты процесса — внутрь). Потенциально загрязняемый конденсат может быть загрязнен в случае нештатной ситуации (например, разрыва трубы ребойлера в условиях, когда его рабочее давление ниже, чем давление технологического процесса). Сбор и возврат чистого конденсата не требует дополнительных мер предосторожности. Возврат потенциально загрязняемого конденсата возможен при отсутствии загрязнения (вызванного, например, утечкой в ребойлере), которое отслеживается в реальном времени при помощи датчиков, например, датчика общего органического углерода.

Экономические аспекты

Возврат конденсата связан со значительными преимуществами и должен рассматриваться во всех ситуациях, где он в принципе применим (см. «Применимость» выше), за исключением случаев, когда объем потенциально возвращаемого конденсата низок (например, когда пар расходуется в технологическом процессе).

По материалам «Справочного документа по наилучшим доступным технологиям обеспечения энергоэффективности»

Здесь мы можем разместить контактную информацию о Вашей компании и ссылку на Ваш сайт
Как разместить контактную информацию

Для того чтобы добавить описание энергосберегающей технологии в Каталог, заполните опросник и вышлите его на c пометкой «в Каталог».
Скачать опросник

Авторские права на размещенные материалы принадлежат авторам
Тел.(495) 360-66-26 E-mail:
© Портал ЭнергоСовет.ru — энергосбережение, энергоэффективность, энергосберегающие технологии 2006-2019
Возрастная категория Интернет-сайта 18 +
реклама | карта сайта | о проекте | контакты | правила использования статей

Возврат конденсата — принципы, подход.

Очень часто многие наши заказчики задаются вопросом — как вернуть конденсат? И вроде бы все давно в этом вопросе известно и понятно. НО почему то многие ставят задачу с ног на голову и начинают именно с вопроса возврата конденсата (его перекачки в котельную, например), совершенно упустив из виду важнейшие задачи по созданию системы возврата конденсата, которую мы разделяем на три этапа:

ПЕРВЫЙ ЭТАП — Магистральные паропроводы.
Эффективная эксплуатация паропроводов как на пусковых режимах, так и в процессе непрерывной работы в существенной мере зависит от наличия автоматических дренажей паропровода. Для повышения пропускной способности, снижения процессов эрозии и коррозии, исключения гидроударов, а также для локализации потерь острого пара через неконтролируемые непрерывные и/или периодические продувки, паропроводы должны быть оснащены конденсатоотводчиками во всех потенциально опасных местах, где скапливается конденсат. Известно, что потери пара через «приоткрытый вентиль», предназначенный для отвода конденсата паропровода, являются весьма существенными. Например, приоткрытый на два-три оборота вентиль на дренаже паропровода с давлением 6 бар, выпускает вместе с конденсатом пар в атмосферу в количестве 10…15 кг/ч, что при себестоимости тепловой энергии 800 руб./ 1Гкал, составляет потери 8 руб./ч = 69 120 руб./год. При значительной протяженности паропроводов, количество точек с неконтролируемыми дренажами может достигать нескольких десятков. Кроме того, отсутствие автоматических дренажей кроет в себе косвенные (скрытые потери) в виде снижения ресурса паропровода, увеличения длительности разогрева и пр. Подробнее http://steamsys.ru/catalog/stati/drenaj_paroprovodov/ или http://vk.com/topic-69570996_29794282

ВТОРОЙ ЭТАП — потребители.
Использование пара в производственном процессе требует полного отсутствия пролетного пара на теплообменных аппаратах, таких как пресса, паровоздушные калориферы, погружные и скоростные змеевики и т.п. Исключение пролетного пара достигается применением конденсатоотводчиков, устанавливаемых на выходе теплообменников. Известно, что потери пара при отсутствии конденсатоотводчика в зависимости от технических условий составляют порядка 15%, а в ряде случаев могут достигать 30…40%. Например, отсутствие на прессе, потребляющем пар 500 кг/ч конденсатоотводчиков влечет в потерям пара не менее 80 кг/ч, что при себестоимости тепловой энергии 800 руб./ 1Гкал, составляет потери 40 руб./ч = 172 800 руб./год при условии эксплуатации пресса 50% времени в году.

И только после выполнения этих мероприятий, можно говорить о
ТРЕТИЙ ЭТАП — возврат конденсата (перекачка к источнику пара и т.п.)
Возврат конденсата в котельную для возможности его использования в воспроизводстве пара, является важной задачей, решение которой позволяет экономить значительные средства. Конденсат являет собой ценный продукт, который можно использовать в качестве питательной воды, а также использовать его теплоту в других целях. В случаях, когда собственного давления конденсата недостаточно, чтобы дойти до котельной, а также когда по техническим условиям требуется гидравлически разделить потребителя и конденсатную линию, применяются системы для промежуточного сбора и возврата конденсата с применением специализированных конденсатных насосов.

Возврат конденсата в котельную

Возврат конденсата в котельную

В практике эксплуатации паровых систем теплоснабжения недостаточное внимание уделяется сбору и возврату конденсата в котельную, а это приводит к значительному перерасходу топлива. Перерасход газа ( D В, м3/ч) в котельной только за счет замещения физической теплоты невозвращенного от потребителя конденсата может быть рассчитан по формуле

, (185)

где D – паропроизводительность котельной, т/ч; j — доля возврата конденсата, доли единицы; D(1- j ) – количество конденсата, невозвращенное в котельную, в том числе и от расхода пара на собственные нужды, т/ч; iк и iс.в – действительная энтальпия конденсата в котельной и энтальпия сырой (исходной) воды, кДж/кг. При полном невозврате конденсата φ = 0 удельный перерасход топлива составит

, (186)

что составляет 10/70·100 ≈ 15 % от расхода топлива на выработку пара.

7. Использование тепловой энергии непрерывной продувки котлов

При избыточном давлении пара =1,6-1,3 МПа, наиболее распространенном в отопительно-производственных котельных, каждый процент продувки, если тепловая энергия ее не используется, увеличивает расход топлива примерно на

, (187)

что составляет 0,24/70·100 = 0,34 % от расхода топлива на выработку пара.

При максимальной допустимой расчетной продувке 10 %, установленной нормами для котлов с давлением до 1,4 МПа, и без использования тепловой энергии продувочной воды потери топлива могут превысить 3,5 % общего расхода топлива.

Рис. 74. Схема установки сепаратора и охладителя непрерывной продувки:

1 – барабан котла; 2 – сепаратор непрерывной продувки;
3 – теплообменник-охладитель сепарированной воды; 4 – деаэратор

Для использования тепловой энергии непрерывной продувки устанавливают сепаратор и теплообменник (рис. 73). Экономия топлива на каждую тонну выработанного пара при использовании тепловой энергии продувочной воды с установкой сепаратора и теплообменника составит:

, (188)

где Р – процент продувки; — удельная энтальпия сепарированного пара, кДж/кг; — удельная энтальпия сепарированной воды, кДж/кг; — доля сепарированного пара, которая рассчитывается по выражению

, (189)

где i ¢ — энтальпия продувочной воды. При давлении в котле 1,4 МПа и давлении в сепараторе, близком к атмосферному, доля сепарированного пара составляет

Степень использования тепла продувочной воды может быть охарактеризована коэффициентом использования f . При установке сепаратора и теплообменника f определяется по формуле

. (190)

Если установлен только сепаратор, при расчете по этой формуле принимают т.е. второй член в числителе равен нулю.

Вторичные (побочные) энергоресурсы (ВЭР)-это носители энергии, образующиеся в ходе производства, т. е. «энергетические отходы», которые могут быть повторно использованы для получения энергии вне основного технологического процесса. К ним относятся отработанные горючие органические вещества, городские и промышленные отходы, горячие отработанные теплоносители, отходы сельскохозяйственного производства. ВЭР по видам энергии подразделяются на горючие, тепловые и избыточного давления.
Выработка электроэнергии

Теплообменные аппараты и приборы в легкой промышленности

Возврат промышленного конденсата

Возврат промышленного конденсата имеет большое значение, так как увеличение доли конденсата в воде, подаваемой в котел, сокращает капитальные затраты и эксплуатационные расходы. Эффективность возврата конденсата определяют с помощью следующих факторов: количества возвращаемого конденсата и его температуры, расстояния от потребителей пара до котельной, стоимости очистки конденсата и расхода энергии на его перекачку и т.д.

Возврат конденсата в котел представляет собой простой метод экономии теплоты. Например, в котельной вырабатывается насыщенный пар с давлением 1,4 МПа, энтальпией 2786 кДж/кг. Потребление пара давлением 0,172 МПа в производстве составляет 80 000 тыс. т в год, т.е. примерно 10 т/ч.

Долю теплоты, оставшейся в конденсате, определяют с помощью графика (рис. 25). При давлении 172 кПа она составляет 14%.

Если конденсат не возвращается в котел, то необходима подача питательной воды, энтальпия которой при температуре 20 °С равна 84 кДж/кг.

Установки возврата конденсата состоят из сборников конденсата конденсатоотводчиков, систем очистки конденсата, а также конденсатных насосов и трубопроводов.

Общее количество вторично используемой теплоты за год

Сборники конденсата могут быть установлены в закрытых и открытых системах. На рис. 26 представлена закрытая система сбора конденсата, работающая следующим образом. Конденсат из теплоиспользующих установок через конденсатоотводчик 1 подается в закрытый конденсатосборник 8, в паровом пространстве которого поддерживается избыточное давление (> 0,005 МПа). При снижении давления открывается клапан и в конденсатосборник поступает пар из магистрали II, в результате чего давление восстанавливается. При повышении давления выше заданного пар отводится в пароводяной подогреватель 4, в котором конденсируется, нагревая воду магистрали III. Нагретая вода отводится в систему горячего водоснабжения I.

Конденсат из подогревателя отводится в конденсатосборник и оттуда насосом 7 через конденсатопроводы 5 подается на ТЭЦ или в котельную.

При эксплуатации открытой системы сбора конденсата для избежания коррозии поверхностей следует вводить конденсат под уровень жидкости возможно ближе к месту его забора, поддерживать температуру конденсата на уровне 95 —100 °С, применять для конденсатных баков сталестружечный затвор с поплавком. Кроме того, конденсат необходимо непрерывно откачивать. Открытые системы сбора конденсата применяют при производительности конденсатной системы менее 10 т/ч и удалении потребителя от котельной на расстояние не более 0,5 км.

Для экономичной работы теплоиспользующих установок следует добиваться в них полной конденсации пара. Отвод конденсата из аппаратов без пропуска пара достигается при помощи конденсатоотводчиков. В системах пароснабжения промышленных предприятий могут использоваться конденсатоотводчи- ки различных типов, например с механическим затвором (поплавковые, термостатические, мембранные). Конденсатоотводчики с механическим затвором (конденсационные горшки) применяют при давлении, превышающем 0,1 МПа. Производительность их составляет 18 м 3 /ч. Конденса- тоотводчики с механическим затвором рассчитаны на давление до 1,6 МПа при температуре до 200 °С и имеют условный диаметр 15; 20; 25; 32; 40 и 50 мм.

Поплавковые конденсатоотводчики бывают с открытыми и закрытыми поплавками. Работа конденсационных горшков с закрытыми поплавками менее надежна вследствие перепада давления на поплавке. Конденсатоотводчик с открытым поплавком (рис. 27) сложнее в изготовлении и эксплуатации, но более надежен в работе. Конденсат заполняет корпус 7. Поплавок 1 при этом всплывает и при помощи клапана 3 закрывает входное отверстие. При дальнейшем поступлении конденсата поплавок заполняется и тонет, открывая входной клапан.

Термостатические конденсатоотводчики основаны на принципе расширения тел при нагревании и используются только для отбора охлажденного конденсата. Устанавливаются они непосредственно у потребителей пара и могут работать при начальном давлении до 0,6 МПа и противодавлении до 50 %. Условные диаметры их — 15 и 20 мм.

Мембранные конденсатоотводчики просты и удобны в эксплуатации. Однако их характеристики снижаются с течением времени вследствие потери упругости мембраны.

Для пропуска больших количеств конденсата, образующегося при прогреве паропроводов в момент запуска, создают конденсатоотводные линии. Их же используют и при ремонте конденсато- отводчиков.

Конденсатоотводчики устанавливают также на дренажных линиях магистральных паропроводов сразу за водоотделителем. В производственных паропроводах установка водоотделителей необязательна. Дренажная система позволяет вывести образовавшийся конденсат из паропроводов, что предотвращает возможность гидравлических ударов, повреждающих фланцевые соединения. Дренажные системы подразделяются на постоянные и временные. Постоянные дренажи используют при нормальной работе трубопроводов и устанавливают через 200 — 300 м. Временные (пусковые) дренажи предназначены для пуска паропровода и устанавливаются в местах возможного скопления конденсата. Иногда предусматривается свободный слив конденсата, что позволяет осуществлять контроль за прогревом паропровода и работой конден- сатоотводчика. Для удаления загрязненного конденсата устраивают специальные дренажи.

Поскольку производственный конденсат, как правило, загрязнен, производят его очистку от механических примесей, соединений железа и меди, кислорода, аммиака и т.д. Если загрязнения конденсата составляют (мг/л): взвешенные частицы — не более 300; соединения железа — 70; масла — 20; смола — 2; фенолы, бензолы и др. — 10, то конденсат рекомендуется очистить и вернуть в котельную. Очистка конденсата проводится отстаиванием его в течение 3 ч и более, а также фильтрацией через слой активного угля, сульфированного угля, каменноугольного кокса, древесной целлюлозы и др. При большем содержании загрязнений в конденсате он в котельную не возвращается

Конденсат можно обрабатывать с помощью Na-катионирова- ния для уменьшения общей жесткости и удаления аммиака.

Возврат конденсата в котельную

На этот вопрос одним-двумя предложениями не ответишь, но Ваше желание одобряю. В идеале стремитесь к организации закрытой системы, т.е. без выпаров в атмосферу. Для организации возврата необходимы:
конденсатоотводчики везде, где они должны быть и тех типов, которые нужны по ТУ; конденсатные насосы, если есть подъемы конденсата или если давления не хватает, чтобы докатить его до конденсатного бака или деаэратора.

Если нужно обосновать экономию при возврате конденсата, могу на е-майл скинуть Excell-расчет с цифрами.

Для численной оценки вложений, необходимы технические условия, а именно:
описание всех потребители пара (с которых допускается возврат конденсата) с описанием нагрузок (давления, температуры и описаниями режимов работы);
удаленность потребителей до котельной.

и еще. Цены можно расставить сегодняшние.

Добавлено — 10:12
Добавлю для samodelkyn, что насосную (на базе электрических насосов) еще можно самостоятельно собрать, однако еслим Вы не являетесь специалистом по ПКС, то за организацей возврата конденсата от потребителей рекомендую обращаться к специализированным организациям.

to zeman
этой «пурги» у меня много, писали ее как Вы поняли иностранцы, однако иногда встречаются действительно интересные вещи. А расчеты типа этого мы делаем сами.

to samodelkyn
Абсолютно согласен с Zemanом — прежде всего необходимо избавляться от гидроударов и тармоударов, а уже потом заниматься очистками. Если пар из котельной идет чистый, то все остальное является причиной неправильно выполненной ПКС. Видимо это «сыпется» ржавчина со стенов труб во время ударов. А причиной этой ржавчины может быть например тот же воздух, который не отводится и/или старые трубы. Кстати, чтобы они не ржавели в межотопительные сезон многие оставляют в них конденсат — поднимают давление так, чтобы конденсатоотводчики не работали (при перепаде, выше, чем рабочий для данного к.о.), а затем когда надо топить, снижают давление и конденсатоотводчики самостоятельно и причем автоматически его сливают.

есть мнение, что чем выше, тем лучше.. И уж точно не ниже 50С — ибо вброс холодной воды в «разгоряченный котел» может привести к трещинам в чугунине и поведет стальные поверхности нагрева.

обычно конденсат догревают на экономайзерах (после котла, змеевик греется остаточным теплом дыма): ибо дымовые газы в паровых котлах до неприличия горячие на выходе (250С).

Люди добрые, поможите!

Вопрос по возврату конденсата. Заказчик вдруг решил экономить (хорошо, что на стадии проекта) и теперь необходимо запроектировать конденсатную линию от технологического оборудования. По основным вопросам вроде все понятно, но один момент не дает мне покоя. Конденсат в пике будет в районе 99-110мах градусов, конденсат возвращается в теплый ящик в паровой котельной. Температура теплого ящика должна быть 70-85мах гр. Каким образом можно охладить этот конденсат. Мысль пока останавливается на калорифере. Расстояния от котельной до оборудования маленькие, охлаждение по пути незначительное, использовать теплообменник на приготовление горячей воды заказчик отказывается. В общем туплю, ибо паром занимаюсь впервые.

Возврат конденсата в котельную

Необходимо предусмотреть станцию сбора и возврата конденсата с применением насосов. Вариантов обычно два:
Бак+электрические насосы
Конденсатный ресивер + механический насос.

Давление пара низкое и механический насос если и использовать, то в качестве движущей среды использовать воздух, а не пар.

Чтобы конденсат не замерзал, нужен уклон, изоляция и клапаны защиты от размораживания в местах, где конденсат может накапливаться после останова.

Вообще интересная вещь — защита паропроводов и конденсатопроводов от замерзания. Особенно если они проложены на одной эстакаде.
Раньше как-то не задумывался, а вот теперь задумался. Паропровод должени иметь уклон в сторону движения пара. Конденсатопровод, идущий в атмосферную емкость на котельной, по идее, тоже. В таком случае он «сольется». Тогда непонятно, как их располагать на опорах (обычно и паровая, и конденсатная труба лежат на одной опоре). По крайней мере на «живых» системах я такого контруклона не видел.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Получается, что «жертвуют» уклоном конденсатопровода?