Экономия энергоресурсов в системах сбора и возврата конденсата Выполнила: Балдандоржиева А. гр. Б 331 -11
Сбор и возврат конденсата – это мероприятие, способное существенно экономить тепловую энергию и расход энергоресурсов. Использование греющего пара в процессах передачи теплоты, реализуемых в элементах оборудования поверхностного типа технологических и энергетических систем, приводит к образованию парового конденсата высоких параметров. Давление, температура и расход греющего пара, поступающего в рабочее пространство теплоиспользующего аппарата, поддерживаются в жестко ограниченных пределах, диктуемых технологическим регламентом для конкретного типа оборудования. Вследствие этого параметры греющего пара и конденсата, отводимого от разнотипных элементов оборудования, могут колебаться в широком диапазоне, что должно учитываться при организации систем сбора и возврата конденсата, а также при выборе утилизационных мероприятий, направленных на повышение энергетической эффективности потребления тепловой энергии. Невнимание к этим проблемам приводит к росту необоснованных потерь высококачественного теплоносителя и удельных энергозатрат на выпуск промышленной продукции.
К числу основных факторов, влияющих на экономические показатели возвращения конденсата источнику пароснабжения, относятся: объем образующегося конденсата; давление и температура возвращаемого конденсата; степень загрязнения конденсата маслом и другими примесями; требования к качеству питательной воды источника пароснабжения; протяженность и сложность организуемых систем возврата конденсата от потребителя до источника пароснабжения; соотношение цен потребляемого топлива, тепловой и электрической энергии; число часов работы потребителей пара в течение года.
Анализ процессов пароконденсатных систем в промышленности показывает, что крупным потребителям пара возвращение конденсата источнику пароснабжения экономически целесообразно. Невозвращение конденсата допускается только на небольшие производства с незначительной долей пара в структуре потребления энергопотребителей, нерегулярным выходом конденсата или высокой степенью его загрязнения. Промышленный пар давлением 1 -1, 6 МПа поступает в общезаводскую систему распределяющих паропроводов, а на стадиях потребления обычно требуется пар давлением 0, 4 -0, 6 МПа. При передаче теплоты в теплообменном оборудовании происходит конденсация водяного пара. Кроме того, конденсат высокого давления может образовываться в системах водяного охлаждения технологических аппаратов и конструктивных элементов, охлаждающей средой в которых является химически очищенная или умягченная вода. В результате параметры образующегося конденсата могут изменяться в диапазоне температур 100 -180 °С и давлений 0, 1 -1, 6 МПа, что необходимо учитывать при организации систем сбора и возврата конденсата.
Уменьшение доли возвращенного внутризаводским источникам конденсата и снижение его температуры относительно регламентируемого уровня приводят к пропорциональному росту расхода теплоты на технологические нужды химводоочистки, нагрев питательной воды, процессы деаэрации и продувку паровых котлов. Кроме того, возрастают капитальные и эксплуатационные затраты на пароконденсатное хозяйство и содержание оборудования завышенной производительности.
Таким образом, технико-экономические показатели эффективности эксплуатации систем теплоснабжения промышленных предприятий, характеризующихся высокой долей пара промышленных параметров в общей структуре теплопотребления, непосредственно зависят от организации систем сбора и возврата парового конденсата. Особую значимость этот фактор имеет для промышленных объектов, имеющих собственные источники теплоты (ТЭЦ или котельные), поскольку каждый процент невозврата конденсата приводит к возрастанию тепловых затрат на собственные нужды в 2 -, 3 кратном размере. Соответственно снижается тепловой КПД энергетической установки.
В настоящее время выделяются две разновидности систем сбора конденсата - открытого и закрытого типов. Они классифицируются по условиям эксплуатации баков-конденсатосборников: в системах открытого типа бак сообщается с атмосферой, поэтому давление, поддерживаемое в нем, равно атмосферному; в системах закрытого типа бак и все элементы системы изолированы от сообщения с окружающей средой и находятся под небольшим избыточным давлением 0, 005 -0, 02 МПа. По способу организации системы сбора конденсата открытого и закрытого типов подразделяются на самотечные, напорные и смешанные. В самотечных системах транспорт конденсата производится за счет разности высот расположения источника конденсата и конденсатосборника. Напорные системы работают за счет перепада давлений, поддерживаемого в конденсатопроводе и создаваемого перекачивающими конденсатными насосами, включаемыми в схему. В смешанных системах объединяются несколько участков. Одни из них работают по открытой схеме, другие - по закрытой.
Системы открытого типа допускается сооружать на предприятиях с небольшим объемом возвращаемого конденсата: от 4 -6 т/ч и до 10 т/ч, при условии, что источник теплоты расположен на расстоянии, не превышающем 500 м. Достоинствами таких систем являются: небольшие капитальные затраты на сооружение; простые конструкции основных элементов оборудования; надежная эксплуатация системы и невысокие затраты на поддержание ее в работоспособном состоянии К недостаткам систем относятся: повышенная доля безвозвратных потерь конденсата из-за испарения воды с поверхности зеркала в бакахконденсатосборниках; коррозионный износ оборудования и конденсатопроводов из-за поглощения конденсатом кислорода (аэрации) при непосредственном соприкосновении с воздухом.
В схемах открытого типа следует добиваться максимально возможного снижения выпара и пара вторичного вскипания в конденсате. Этого можно достичь: охлаждением конденсата в теплообменниках, что желательно осуществлять в самих пароиспользующих аппаратах; применением сепараторов-расширителей для удаления пара вторичного вскипания и выпара из конденсата; доохлаждением конденсата путем подмешивания к нему мягкой воды. Обычно объем добавочной воды в 1, 5 раза превышает объем отводимого конденсата. В конденсатосборниках систем закрытого типа не рекомендуется поддерживать давление более 0, 105 -0, 12 МПа, так как ухудшаются условия эксплуатации теплоиспользующего оборудования, конденсатоотводчиков и транспортирующих трубопроводов. Избыточное давление поддерживается подводом пара из паропровода или за счет вскипания конденсата, подводимого в верхнюю часть бакаконденсатосборника. Системы закрытого типа позволяют снизить потери промышленного пара и конденсата. При эксплуатации таких сложных систем и применяются специальные контрольно-измерительные и предохранительные устройства.
В области минимизации затрат на эксплуатацию пароконденсатных систем можно выделить несколько основных направлений деятельности: Оснащение паропотребляющих установок эффективными конденсатоотводчиками Конденсатоотводчик (по-английски – steam trap – ловушка для пара) – устройство, не позволяющее пару покинуть теплообменное пространство до полной его конденсации. Только наличие исправного конденсатоотводчика может гарантировать полное использование энергии пара и отсутствие «пролетного пара» . Наличие пролетного пара приводит к следующим неприятным последствиям: повышение паропотребления оборудования до 5 раз от номинала; падение давления в парораспределительной системе и, как следствие, невозможность работы оборудования при требуемых параметрах; «передавливание» аппаратами, работающими на высоком давлении, аппаратов, работающих на низком, как следствие – проблемы с отводом конденсата от последних, нарушениетехнологических (температурных) режимов; невозможность эффективного сбора и возврата конденсата. Возврат конденсата
Возврат конденсата Конденсат, образующийся в теплообменном оборудовании, содержит до 25% тепловой энергии пара. Крайне важно использовать эту энергию для повышения эффективности функционирования всей пароконденсатной системы. Наиболее целесообразно возвращать весь конденсат в котельную - в деаэратор или конденсатный бак. Пример: При общем потреблении пара 1000 кг/час и 70%-ом возврате конденсата в деаэратор необходимо дополнительно добавить и нагреть 30% (300 кг/ч) питательной воды. Температура конденсата в деаэраторе – 104ºC, температура питательной воды – 10 0 C. Для нагрева 1 кг воды с 10 до 104ºC потребуется: 1 кг х 104ºC х 4, 19 к. Дж/кг =436 к. Дж. За один час будет расходоваться 436 к. Дж х 300 кг/ч = 130, 8 МДж/ч. При круглогодичном режиме работы котельной потребуется 130, 8 МДж/ч х 8400 ч = 1099 ГДж/в год или 262, 2 ГКал/год. Зная стоимость одной Гкал, не сложно перевести полученные цифры в денежный эквивалент. Если посчитать затраты на химводоподготовку, экономический эффект будет ещё более весомый.
Использование пара вторичного вскипания На выходе из теплообменного пространства температура конденсата близка к температуре насыщенного пара. Попадая в конденсатопровод с давлением, обычно близким к атмосферному, часть конденсата моментально вскипает и превращается в пар низкого давления, называемый паром вторичного вскипания. Количество пара вторичного вскипания может составлять до 15% и более, т. е. на 1000 кг конденсата получается до 150 кг пара низких параметров, который можно использовать в производстве. Применение схем с использованием пара вторичного вскипания особенно целесообразно в условиях, где в работе непрерывно находятся установки под высоким давлением, и расход пара значительный. Автоматическая верхняя продувка котлов по солесодержанию Практически все котлы требуют периодической продувки для поддержания солесодержания воды внутри котла на определенном уровне. Количество воды, которую необходимо выпустить из котла, зависит от химического состава питательной воды, эффективности системы химводоподготовки, модели котла и других параметров. Основной задачей является поддержание концентрации растворенных веществ в котловой воде в пределах допустимого уровня, однако во многих случаях продувка котлов осуществляется вручную. Для этого берутся пробы котловой воды, определяется ее солесодержание и рассчитывается количество воды, которое необходимо выпустить из котла. Кратковременное открытие продувочного клапана вручную зачастую ведет к недостаточному сбросу воды и повышенному значению в котле, слишком длительное открытие, наоборот, приводит значительному снижению, но одновременно и к большим потерям котловой воды и, соответственно, тепла.
Установки сбора и возврата конденсата ADCAMAT POPK-S и PPOK-S производства португальской компании Valsteam ADCA Engineering широко используются многими предприятиями. Конструкция применяемых в установках насосов POP-S и PPO‑ 14 не использует электродвигатели и не нуждается в подводе электроэнергии. Вся работа осуществляется автоматически. Управляющей средой является пар из паровой магистрали или сжатый воздух. Благодаря своей автономности широко используется в нефтедобывающей отрасли. Преимущества по сравнению с системами возврата конденсата на базе электрических насосов: • нет проблем с кавитацией!!! • практически нет ограничений по температуре конденсата!!! • нет необходимости в сервисном обслуживании!!! • может устанавливаться в местах удаленных от линий электропередач (поэтому широко применяется в нефтедобывающей промышленности) • простота в монтаже: подключение вход/ выход конденсата и вход пара (1/2» ) • можно перекачивать жидкости из систем находящихся под вакуумом • возможна перекачка агрессивных сред (версия с корпусом из нержавеющей стали ADCAMAT POP-SS, PPO‑ 14 SS) • возможность использовать для увеличения производительности установки 2‑х или 3‑х параллельно подключенных насосов (удешевление за счет использования общего ресивера и рамы).
Скачать презентацию Экономия энергоресурсов в системах сбора и возврата конденсата
АЮНА.pptx