节能减排蒸汽凝结水闭式回收篇

蒸汽凝结水的价值

北京凝汽动力技术有限公司是目前国内唯一专门从事凝结水回收技术开发的高科技企业，集科研、设计、生产、安装调试、售后服务为一体。
北凝推出的凝结水回收器和低位热力除氧器有效的解决了水泵汽蚀——“泵癌”世界难题，现已通过北京市科委技术鉴定，其凝结水回收器、低位热力除氧器和系统工程技术被定为国际先进成套技术，属于高效节能产品，又被国家环保总局确定为国家重点环保技术项目，并获得了多项国家专利，以取代能耗高、效率低的凝结水箱和高位热力除氧器。
本公司董事长兼总工程师李树生发明的、本公司独家使用的蒸汽凝结水回收、高低压管路共网、管道自动加压、集中疏水、管道防腐、高温油水分离、低位热力除氧等技术和相应的设备，是解决蒸汽网管能源浪费的全新成套技术和装备，几年来，已在全国二十多个省市的大批用户使用，节能和环保效果显著；1998年被“世界银行/全球环境基金中国节能促进项目”审定为EMC节能示范项目，用全球环境基金（GEF）和世界银行贷款，帮助北京用户解决资金短缺的困难，形成项目复制“流水线”，加快节能环保事业的发展。

一、主要产品 1. NSQ---凝结水回收器：用于高温凝结水和二次汽完全密闭式回收。
2. DRC---低位热力除氧器：用于蒸汽锅炉的高标准除氧。
3. 锅炉定连排热能回收器：将传统的定排和连排合二为一，最大限度地利用热能。
4. 锅炉烟囱余热回收器：将燃烧后烟气所携带的热量回收利用。

二、资质与业绩 1. 1998年世行/全球环境基金在北京橡一工程，国际公开招标，北凝一举中标，三项热能技
术为国内外首创
2. 1999年1月6日《科技日报》我国攻克水泵汽蚀世界难题；
3. 1999年5月《北京节能》人物专访：开辟节能环保新路的带头人-----李树生；
4. 1999年世行/全球环境基金，中、美、英、日公开投标，因北凝多次淘汰英、美开式冒汽
的设备，北凝闭式最大限度节能而一举中标；
5. 2001年4月2日《科技日报》北凝技术解决世纪难题；
6. 2004年4月21在人民大会堂新闻发布厅召开了北凝技术推广会。
7．清华大学教授的评价：“英国、美国、日本同类技术为开式浪费热能，污染环境。

北凝技术为闭式系统，无任何污染。”
8．北凝技术的核心：是将热工“静态理论”发展为“动态应用理论”，解决热工多相流（含

两向流）无计算方法的应用难题。
9. 科技部列入国家级火炬计划
10. 国家环保总局列入国家重点环保技术
世行/全球环境基金列入免审批项目
11. 北京市科委列入北京重大科技成果推广计划
12.通过了ISO9001和ISO14001认证

三、凝结水回收器 （一）闭式凝结水回收的效果 ① 热能回收充分
传统的开式回收时，排放的大量二次汽必然消耗相应量的凝结水，在浪费大量汽化潜热的同时，这部分热水还要带走相当量的潜热。
闭式凝结水回收所得的高温凝结水压力接近用汽设备的蒸汽压力，在相应的沸点下凝结水的焓值较高，而常压下相应沸点时水的焓值较低。闭式回收不会因为压力的下降引起焓值变化，产生大量二次汽。同时避免了因疏水阀泄漏所造成的新蒸汽损失（国标疏水阀允许3%的泄漏），故回收热效率较高。
② 水资源回收充分
开式回收将产生大量二次汽，必然消耗相应量的凝结水，所以闭式回收方式回收的水量更多一些。同时在北方地区避免了冬季的大量蒸汽外冒所形成的不美观并污染环境的现象，避免了厂房被蒸汽腐蚀，墙壁剥落。
③ 回收热能的品质高
由于闭式回收系统运行压力高，回收的凝结水温度高，输送到热力除氧器后可以节省大量用于加热的蒸汽。甚至可以实现热力除氧器的蒸汽零消耗。
④ 改善水泵的运行条件
闭式回收器为带压操作，这个压力作用到泵的进口可以有效避免水泵的汽蚀，同时这个压力还可以转化为泵的有效扬程，减小泵的功率消耗。在罐体内加装了汽蚀消除装置，从而最大限度的消除了汽蚀的可能性。
⑤ 有利于提高回收凝结水的质量
闭式回收系统与外界隔绝，可以避免杂质的进入；也可以避免因O2，SO2，NO等有害气体进入引起系统的腐蚀。
⑥ 有利于稳定用汽设备的操作
开式回收装置当疏水器动作时容易引起用汽设备内蒸汽的压力波动和流速变化，这是造成换热设备内漏的因素之一，甚至形成吸射效应而引起不同介质间的传质。而闭式回收系统可以有效地避免这种情况发生。
⑦ 机电一体操作方便，有利于环保工作，有利于清洁文明和无泄漏工作。


（二）凝结水回收器的优越性 1.自动调压装置
北凝技术将设备安全和工艺安全分开，用安全阀保证设备结构安全，用调压装置确保生产工艺的系统安全。为确保泵进口处2m以上的正压头，在集水容器内增设自动调压装置，采用多级水封和“U”型管原理，不同的是调压装置内设置了若干单向压力阀，阀的压力分两种：一种是无压型，PN=0.01-0.09MPa,常用于采暖、溴化锂制冷的中央空调等0.1Mpa以下的凝结水回收工程中；一种是压力型，PN=0. 1-0.8MPa,常用于石化、钢铁、热电等工业用热系统工程中。阀压是根据余压单独设计，阀体用不锈钢制成。在保证正常回水的情况下，阀压适当提高，一是有利于二次汽在容器内的二次凝结，是闪蒸回收的重要节能措施；二是二次汽向水面施压，保证水泵防汽蚀必需的正压水头；三是形成闭式系统，保证设备及管道内无氧，不生锈。
2.除污装置
因集水容器的体积小于被替代的凝水箱体积，早期试验时铁锈等硬块打坏了水泵叶轮。因此，集水容器内增设除油污和杂质的除污装置，用于提高水质纯净度。
3.汽蚀消除装置
当集中容器内的水位降到底部时，原平静的水面立即出现降水漏斗（与龙卷风形状相同），二次汽入泵仍发生“汽蚀”。根据透明玻璃钢和水掺深颜色观察的试验结果，以阿基米德螺线方程为理论依据，用不锈钢做成的多层导流体，在水位下降时，上部导流结构自动闭锁，确保了低水位时无“汽蚀”现象发生。该装置为汽蚀消除装置。
4.水泵改型
为满足集水容器下装配双套电机泵的要求，我将现有的单级泵改型，一是将水泵进水管由原来的侧面改到上面，将泵出水管由原来上面改在侧面，形成最佳流态；二是将泵体用氟橡胶密封，由原耐温80℃-110℃提高到160℃以上，增强泵体耐温耐久性能；三是将泵底座改为轻型，直接固定在设备下部的槽钢上。
从总体结构可以看出，自动调压装置保持了集水容器内特定的压力，凝结水在重力和二次汽压力下，经汽蚀消除装置正压入泵，从根本上消除了负压下高温对水泵汽蚀发生的条件。
5.自控
用德国西门子生产的PLC可编程控制器。施耐德的低压电器，安全可靠，自动化程度高。


四、低位热力除氧器 高位热力除氧器是多年来国内外应用最广泛的除氧设备，却存在着严重不足，即高位除氧器7-14m的安装高度，使得土建投资达。吊装难度大，施工期长等。目前，由于城市燃油燃气锅炉迅速取代燃煤锅炉，除氧器高层布设急需改为地层布设。另外，由于凝结水回收器将高温凝结水和二次汽全部闭式回收，原高位除氧器（一般为104℃）封闭不了高温水闭式进锅炉的实际需要。
北凝独创的低位中、低压热力除氧器解决了上述不足和水泵汽蚀这一世界难题，延长了水泵的使用寿命。该除氧器零高程布置，安装于地上、地下皆可，减少土建造价80%以上。
多年来的规范认定，将水箱放在水泵上方，让水泵得到一个静水头，用来放置水泵发生汽蚀。研究与实验表明，静水头是在静态下存在的，水泵汽蚀是在东台下发生的。静态和动态不能同一时间存在于同一设备上，所以用静态下的静水头解决动态时的水泵汽蚀是不可能的（见图1）。高位水箱的水从静止加速至泵前的高速流动过程中（2950转/分），过流段面急速缩小，高温水在负压下瞬间汽化，产生大量汽泡，汽泡入泵受压破裂，水流质点四周的冲击频率达每分钟2万次以上，在极微小的面积上压力常达几十至几百个兆帕，极大的机械破坏力猛烈作用于叶轮，很快造成叶轮的损坏。汽蚀产生刺耳的噪音和强烈的振动。
（一）北凝低位热力除氧器的五个创造性 A.低位：
采用独特的第二代汽蚀消除装置实现了低位布设，水泵无“汽蚀”现象发生，降低土建造价，机电一体化，安装快捷，便于维修保养，是燃煤、油、气锅炉的最佳配套设备。
B.中压：
根据多级水封原理，发明液位自控溢流装置，代替过去的三根钢管组成的水封，解决水封不住压的问题，形成闭式中压除氧系统。同时，中压又能有利于凝水产生二次汽或新蒸汽对水面使压，保证水泵防汽蚀所必需的正压水头。此时，除氧几乎不需自耗蒸汽，相当于增大了锅炉出力的3%-4%。
C.再沸腾装置：
改进后的再沸腾装置在除氧器重新启动时,迅速加热,使残留的氧气从水中全部排除,运行安全可靠。
D.除氧率高：
过去的高位热力除氧器排氧管是开式的，截止阀常开，所排的氧气占不到排汽总量1%，新蒸汽浪费大，形成热污染,能源利用率太低。北凝生产的低位热力除器的排氧管装配电动阀,根据具体情况,定时、定量排氧,既达到了高标准的除氧效果,又减少新蒸汽浪费60%-80%。


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