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冷凝水回收节能技术研究

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摘要:大多数工业锅炉和染色设备存在能耗高、热量浪费问题。针对此类现象,安装冷凝水回收装置,以回收冷凝水的热量和水量,达到节能和节水的目的。本文通过冷凝水回收节能案例分析,验证回收冷凝水是一种有效的节能手段。

关键词:锅炉,染色设备,冷凝水回收,节能

0 引言

根据国家能源研究部门估算,我国能源利用效率目前很低。如果生产100万元的产品,中国需要花费的能源是美国生产同类产品耗费能源的2.5倍,欧盟的5倍,日本的9倍。如何提高能源利用率具有重大意义[1-2]。

冷凝水回收节能技术采用能源梯级利用原理,能最大限度地提高能源利用率。染色设备安装冷凝水回收及综合利用节能设施,不但能够节约锅炉用油量、节约锅炉用水及染色设备用冷却水量,而且车间环境大大改善了,既降低了生产成本又提高经济效益,提高企业在社会的竟争力。

1 冷凝水回收节能技术原理

冷凝水的最佳回收利用方式是用作锅炉给水。冷凝水回收系统分为开式和闭式两种。开式系统简单,投资少,但由于内部有腐蚀性气体和杂质,水温下降幅度较大,已基本被闭式代替。目前的新型闭式冷凝水回收技术利用喷射泵的增压原理,解决了水泵的汽蚀问题,而且增加了净化的措施,回收效率很高,节能率在10%左右。工业锅炉冷凝水杂质主要以磁性氧化铁(Fe3O4)为主,因此净化装置主要是除铁过滤器,除铁过滤器常用的有管式过滤器、容器式过滤器和电磁过滤器。除铁过滤器内的滤料主要用锰砂,是依靠其接触氧化能力和吸附能力来除铁,而决定这两项能力的主要因素是滤料表面的二氧化锰含量,

冷凝水回收节能装置主要包括:储存装置、驱动装置、加速装置和水质净化装置。 冷凝水回收净化装置三维图如图1所示。

图1 冷凝水回收净化装置三维图

冷凝水回收节能装置在锅炉蒸汽系统的安装图如图2所示。

图2冷凝水回收节能装置安装图

2 染色设备冷凝水回收案例分析

2.1 设备状况

广州白云区某织带有限公司,原来有一台1t/h的燃油蒸汽锅炉,为了扩大生产更换了一台2t/h燃烧重油的蒸汽锅炉,在安装锅炉时,把染色车间的染色设备排放的冷凝水和锅炉分汽缸的冷凝水集中回收并经过处理,供锅炉给水使用和洗涤设备用水。该车间的染色设备如图3所示。

2.2 节能量计算

2.2.1 回收余热量的计算

计算公式:Q = W×C×Δt

式中:Q ── 回收余热量, KJ/h

W ── 回收冷凝水重量 取2000 kg/h(一般取蒸发量的95%左右,该公司因操作工艺特殊,换热设备在停止加热后,再关闭蒸汽阀,打开冷水降低物料温度,加热后的热水通过回水管道进入热水箱,所以得到按100%选取)

C ── 水的比热,取4.1868KJ/kg℃.

Δt ── 热水实测温度与锅炉设计给水温度之差值,热水实测温度平均值95℃,锅炉设计给水温度20℃。

代入公式:Q = W×C×Δt=2000kg/h×4.1868KJ/kg℃×(95℃-20℃)=628020KJ。

2.2.2 节油量的计算

按锅炉设计规定:锅炉蒸发1t/h蒸汽即2512080KJ热量(60×104大卡/h)需要72.5kg/h (以60#重油计算),则每小时可节约用油量为628020KJ÷2512080KJ×72.5kg/h =18.12kg/h,那么每天(按24小时计算)可节油18.12kg/h×24 h =434.88kg,若按每年生产300天计算,则每年可节油130464kg,平均每月节油10872kg,按目前每公斤重油6.5元计算,每年节约购油开支约848016元。

根据锅炉设计参数,蒸发量为2t/h的燃油锅炉,需要145 kg/h 60#重油,则节油百分比为18.12kg/h÷145 kg/h×100% = 12.5%。

2.2.3 节水量计算

要蒸发2t/h蒸汽所需用水量为2t/h,按回收冷凝水90%计算,每小时节约软水1.8t,每天节水(按24小时计)为1.8×24=43.2t,每年(按300天计)节水量为43.2×300=12960t,按目前广州市工业用水每吨3.8元(含排污费)计算,每年可节约用水开支49248元。

2.2.4 节约软化水再生用盐量

软化水设备在使用一定时间之后树脂就要失效,必须用盐水再生,这样就需要工业盐,过去每年用于购工业盐费用不少,自从冷凝水回收后,这些冷凝水是纯蒸馏水可直接进入锅炉使用,再生树脂盐耗也可大大节省了。另外,蒸馏水进入锅炉对提高锅炉的热效率大有裨益,这是确保锅炉安全经济运行的一项重要的举措。

2.3 冷凝水回收装置节能指标

把染色设备每天排出一百多吨和近100℃残液的余热进行设计、制造和安装相关设备把残液的余热进行回收,安装工程完工投用后,收到了显著的经济效益。降低锅炉耗油量:每年节约重油约130吨,节省85万元,节能12.5%。安装冷凝水回收装置前后各项技术、经济指标对比如表1所示。

3 结束语

通过冷凝水回收节能案例分析,安装冷凝水回收装置,投资少,安装时间短,日常维修费用少,是一种有效的节能技术。使用冷凝水回收装置后,能耗降低百分之十二以上,锅炉能耗、染色设备用水量都得到显著的下降,企业的生产成本也显著降低。

注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。