蒸汽系統節能知識簡介

2022-05-04 01:42:04 字數 4865 閱讀 7180

隨著世界能源形勢逐步缺乏,能源管理的重要性就愈發顯現出來。節約熱能作為重要專案越來越受到企業的重視,合理的設計、配套和維護熱能系統能夠節約大量寶貴的資源,降低生產成本,提高企業的市場競爭力。

從工業革命以來,蒸汽作為最佳的能量載體在工業和民用領域廣泛使用。在我國,工業和民用蒸汽管網非常龐大。據2023年統計,全國在用蒸汽鍋爐約35萬台,總蒸發量達78萬噸/小時(不含電站鍋爐)。

但是,長期以來,國內普遍存在對蒸汽品質和蒸汽輸送管網的不重視,甚至在國內一些行業規範中也有這種體現,由此造成了大量能源的浪費,蒸汽加熱效率偏低,裝置控制不穩定,管道經常性嚴重水錘等。

一純淨的蒸汽無色、無味,不含任何雜質和水分。

在實際應用中,蒸汽的品質往往不盡如人意。為了獲得裝置最大效率,減少維護工作量,蒸汽在到達用汽裝置前應具備高品質,這主要體現在:

1. 蒸汽應具有穩定和正確的壓力和溫度

穩定而正確的壓力是保證用汽裝置安全、控制可靠的重要的條件。為此,首先應選擇正確的蒸汽鍋爐執行壓力;其次保證蒸汽管道的正確選型,確保管道輸送不出現過大的壓降;再次是排除蒸汽中含有的空氣;最後是裝置前採用壓力控制實現穩壓。

2. 蒸汽應乾燥,不含水分(冷凝水和鍋爐滷水)

蒸汽在從鍋爐中產生後,往往會攜帶大量的鍋爐滷水。據測算,國內中小型燃油燃氣鍋爐蒸汽的含水量平均在10%-15%。尤其在下游蒸汽負荷不穩定,鍋爐執行壓力偏低時,容易產生汽水共騰現象。

大量滷水的存在嚴重汙染蒸汽品質,降低蒸汽熱量輸出,更嚴重的是由於滷水中含有很高的氯離子,會使裝置出現苛性脆化現象,造成裝置損壞,危及生產和人員安全。

同時,蒸汽在輸送過程中由於管道散熱也會產生大量的冷凝水,這些冷凝水如不能及時排除,將在管道內積聚,產生水錘和衝擊。

3. 蒸汽應潔淨,不含水垢、焊渣、鐵鏽及其它固體雜質

蒸汽管道中的雜質會影響蒸汽系統的執行效率,例如,鍋爐中的雜質沉積在換熱器表面造成傳熱下降,管道內焊渣、鐵鏽等雜質會影響控制閥和疏水閥的執行。

4. 蒸汽中應不含空氣和其它不凝性氣體

當蒸汽中存在空氣和其它不凝性氣體時,將造成管道和裝置的腐蝕,但更重要的是將嚴重影響蒸汽的換熱效率。空氣是極差的熱導體,僅僅1mm厚的空氣層,其熱阻就相當於13.2m銅牆的熱阻。

蒸汽輸送系統是連線汽源和用汽裝置之間的管網,其目的是向蒸汽使用者提供高品質的蒸汽。蒸汽輸送管網的執行原則可以為低成本、高效率、安全、安靜。

二蒸汽系統減壓原理及減壓閥的使用與選擇需要注意的幾個根本原則:

很多使用者喜歡在鍋爐房對蒸汽進行集中減壓,或鍋爐在低壓下執行,並認為這樣可以降低成本,節約能源。但實際情況卻恰恰相反。

1.蒸汽系統為什麼減壓

● 對於飽和蒸汽來說,一定的壓力對應一定的溫度,減壓後可獲得相應得溫度,避免溫度超高,滿足生產工藝的需要,保證公司的正常生產。

● 保護公司的生產裝置。因為根據生產工藝的要求,貴公司的生產裝置肯定會有壓力方面的設計要求。當蒸汽的壓力超高的時候,一是對裝置產生很大的安全隱患,二是嚴重影響貴司的生產質量。

● 節約寶貴的蒸汽能源,從而降低生產成本,提高貴司的生產效益。因為根據基本的蒸汽系統的理論知識以及我們的經驗,使用低壓蒸汽要比高壓蒸汽節約5%的能源。

2. 關於蒸汽的高壓輸送低壓使用的基本原理。

⑴ 生產和輸送高壓蒸汽的優勢:

● 增加鍋爐的蓄熱能力和滿足峰值負荷的能力

● 低壓執行的鍋爐對峰值負荷的應變能力弱,容易產生汽水共騰現象

● 高壓輸送需要的蒸汽管徑小,管道和安裝費用低,因而減少成本

● 管道表面積小,保溫費用低,同時散熱損失少

● 通過減壓在蒸汽使用點獲得更加乾燥的蒸汽,改善蒸汽品質

● 蒸汽壓力在減壓後保持穩定,而無需過於考慮管道輸送引起的壓力波動

● 低壓使用蒸汽的量會比高壓使用蒸汽的量少,從而減少能耗,節約蒸汽(我們使用蒸汽主要是利用蒸汽的潛熱,也就是飽和蒸汽便成飽和冷凝水所釋放出來的這部分熱量,對於飽和蒸汽來說,蒸汽的壓力越低其釋放的潛熱越多,因此我們建議,在工藝要求範圍內,盡可能降低蒸汽的壓力以更有效的利用蒸汽的熱量)

● 高壓使用蒸汽,冷凝水的排放溫度高,其所含的大量熱量不能被充分利用,造成浪費,還有排放溫度高產生二次蒸汽的機率大大提高,熱量白白浪費得不償失

● 裝置在高壓的情況下執行,會減少其使用壽命的(譬如說一台正常的裝置在正常壓力下的使用壽命是15年,而在高壓力下工作,其使用壽命會大大折扣,可能只有7-8年的左右),使用壽命的降低,直接導致公司的生產成本提高

⑵ 正確的選擇減壓閥

正確的選擇減壓閥的型號是確保減壓閥長期穩定工作的關鍵所在。選擇減壓閥要根據減壓閥的前後壓力、生產所需蒸汽流量、還有實際使用環境來確定合適的減壓閥,減壓閥通常比蒸汽管道小1-2號管徑。對於系統負載變化大的情況,應使用2個甚至更多的減壓閥併聯,以避免大減壓閥長期工作在小負載的情況。

否則造成減壓閥容易磨損,使用壽命短

減壓閥的大部分問題來自蒸汽系統的水分和雜質,為了確保減壓閥的高效執行,提供高品質的蒸汽對減壓閥很重要,我們強烈建議在減壓閥前面安裝100目的過濾器以及疏水裝置,過濾器應側向安裝。

由於國產減壓閥的材質和技術方面跟進口的比,有一定的差距,所以國產減壓閥用一段時間之後就會出現減壓不穩定,且當下游不用蒸汽時,不能及時準確的關閉減壓閥,造成蒸汽洩漏,浪費蒸汽嚴重,並產生安全隱患,現在國產活塞式減壓閥的壽命一般在三個月左右,而一台進口減壓閥的使用壽命在10-15年左右(除了幾個相應的易損件外),而且進口導閥型減壓閥能夠提供乙個穩定的壓力(無論是靜態還是動態都能夠準確的工作),壓力穩定了還可以節省蒸汽(可以節省35%左右),這是國產減壓閥所做不到的,所以建議貴公司選用進口減壓閥

三冷凝水排除注意事項及正確的選擇疏水閥

蒸汽疏水閥的工作,就是要盡快的把積存在系統中的凝結水、空氣和二氧化碳氣體排到系統之外。而且,還要求高效、經濟的工作。對好的蒸汽疏水閥的要求是什麼?

1. 蒸汽損失最小(見附表3)

2. 壽命長,效能可靠部件如果易損,會使疏水閥顯得不可靠。使用高效疏水閥可以減少試驗、修理、清潔、檢查和其它損失以節省費用。

3. 耐腐蝕疏水閥的工作部件應該是耐腐蝕的,應該能夠防止凝結水中的酸和氧氣的破壞。

4. 能排出空氣蒸汽中總是含有空氣,特別是在開車時。為了提高傳熱效率,防止產生氣阻,必須把系統中的空氣排掉。

5. 能排出二氧化碳氣體在蒸汽溫度下排出二氧化碳氣體,可以防止碳酸的形成。所以,疏水閥必須能夠在或接近蒸汽溫度下工作,因為二氧化碳氣體能夠溶解在比蒸汽溫度低的凝結水裡。

6. 能在背壓下工作回水管線裡的壓力可能是設計的要求,也可能是無意中產生的。所以,回水系統中的蒸汽疏水閥,應該能在實際背壓下工作。

7. 能防止汙物堵塞由於疏水閥都是安裝在蒸汽系統中的低點,所以容易產生汙物堵塞問題。凝結水把汙物和管路中的水垢帶來,也會把鍋爐中的固體物帶來。

甚至過濾器濾網腐蝕後,有些顆粒也會跑到系統中來,所以蒸汽疏水閥必須能夠在有汙物的情況下正常工作。

8. 能夠適應特殊工作情況。 主要針對造紙行業與紡織行業的加熱烘缸、橡膠行業的軋延機等而言,因為它們的冷凝水排放方式為虹吸式,極易產生蒸汽汽鎖,阻止冷凝水順利排除!

一台疏水閥如果沒有達到對上述全部工作/設計特點要求的話,就會降低系統效率,增加成本。一旦疏水閥達到了上述要求,那麼,該蒸汽系統就會:

1. 減少冷車啟動時間。

2. 提高蒸汽換熱效率,使裝置達到最高溫度。

3. 使裝置能力達到最高。

4. 取得最佳燃料效益。

5. 減少單位產量所需的勞動力成本。

6. 減少維修量,增加無故障工作壽命。

也許有時候在一定場合,可能不需要疏水閥具備全部上述設計特點,但是,在絕大多數情況下,具備這些特點的疏水閥,會帶來最佳效果

疏水閥的選擇與使用對裝置是至關重要的,世界上沒有那一種疏水閥能夠適用於所有的應用場合,要根據具體的工藝條件以及工藝要求,選擇合適的疏水閥。

目前世界上常用的疏水閥大體分為三大類:

1 熱靜力型 ——這種疏水閥是利用蒸汽和冷凝水之間的溫度差來操作疏水閥的感溫元件而控制閥門的開關,冷凝水排放前必須被冷卻至飽和溫度以下!適用於過冷態排水以利用冷凝水中顯熱的場合!例如:

壓力平衡式疏水閥、雙金屬式疏水閥

2 機械型 ——這種疏水閥主要感應蒸汽和冷凝水的密度差(即浮力的大小)來操作疏水閥的開關,此類疏水閥以飽和溫度排放冷凝水!適用於要求及時排除冷凝水且排量大的場合!例如:

浮球式疏水閥、倒吊桶式疏水閥。

3 熱動力型 ——根據高溫高壓冷凝水通過疏水閥時產生二次蒸汽,而高速運動的二次蒸汽會產生乙個低壓區的簡單原理來控制閥門的開關。此閥有乙個簡單的碟片,對高速的蒸汽關閉,而對冷凝水開放。主要用於主管道疏水而排水量較少的場合!

總之,應根據現場蒸汽的實際使用情況來選擇最適用的蒸汽疏水閥,以確保蒸汽裝置的最佳執行效率。要做出正確的選型,還必須掌握以下情況:

● 系統的壓力、壓差、背壓和冷凝水流量以確定疏水閥的口徑大小和型號

● 要求的材質,連線方式等

● 考慮水錘、振動、冰凍、排空氣等問題

在選擇了正確的疏水閥型號和口徑後,正確的安裝能確保疏水閥最有效的工作!疏水閥安裝時應遵循以下原則:

1 疏水閥上游安裝過濾器,以避免管道中的雜質、焊渣等進入疏水閥,引起堵塞,從而導致疏水閥的洩漏或損壞!

2 當排水管中存在背壓,為防止疏水閥進口壓力降低或停機時蒸汽空間積水,應在疏水閥下游安裝止回閥!

3 有些使用者為節約費用,使用乙個疏水閥來排放多個裝置的冷凝水,這被稱為群組疏水,但實際上由於各裝置不同的工作情況,會導致系統積水現象,因此應避免群組疏水!

4 疏水閥應盡可能接近被疏水裝置的出口以防止出現蒸汽汽鎖!當冷凝水出口和疏水閥之間的管道中充滿蒸汽時,冷凝水將無法到達疏水閥,從而造成汽鎖,裝置積水,

5 如雙金屬疏水閥安裝於有背壓的系統中,背壓的變化會影響冷凝水的排放溫度,背壓增大排放溫度下降,會增加裝置積水的可能!

6 機械式疏水閥安裝於室外低溫環境中應加予保溫!

儘管從1kg凝結水中可以得到的熱,比起從1kg蒸汽裡的熱要少很多,但凝結水還是有利用價值的熱水,應該把它送回鍋爐。

四管道布置和疏水選擇

蒸汽系統中水錘是最大的危害。此外管道雜質、蒸汽中含有的空氣也會影響裝置效能。因此必須在管道布置和排水點的設定上來避免這些問題。

辦公室節能知識

照明裝置 以t8或t5的節能光管代替普通的t12或t10光管,可節省10 至30 的電力。以節能燈代替白熾燈,可節省高達70 至80 的電力。以電子鎮流器代替電感式鎮流器,能節省20 至30 的電力。在合適的地點安裝照明區域控制器,以便在不使用某些區域時可關閉其照明裝置。在使用率低的區域 例如會議室...

艾默生電源系統節能休眠技術簡介

艾默生網路能源 王超 一 背景與技術特點 在通訊電源的應用中,電源的容量都大於實際負載的用量,這一方面是為了保證有足夠的容量用於電池充電,另一方面也是考慮擴容的需要。這樣的話,往往電源系統由於帶載率低而低於最佳效率點執行。艾默生公司發明的電源休眠節能技術可以控制實際工作的整流模組容量,從而使電源系統...

中間儲倉式製粉優化節能控制系統簡介

一 概述 中間儲倉式製粉優化節能控制系統 以安全經濟執行為目標,針對中間儲倉式製粉系統的執行特點,採用自尋優 自適應等先進控制演算法與常規控制演算法相結合的控制策略,保證了製粉系統連續經濟穩定執行,解決了長期以來製粉系統不易控制的難題。二 技術原理 通過雜訊感測器檢測磨煤機雜訊訊號,經負荷變送器處理...