蒸汽管网现状分析及发展前景
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摘要:针对蒸汽的特点以及蒸汽管网存在的问题提出解决问题的办法。
Abstract: The characteristics of steam, the existing problems in pipeline network and the solving methods are introduced.
关键词:蒸汽;现状;前景
Key words: steam;status;prospect
中图分类号:TK21 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)09-0254-01
0引言
蒸汽以其来源充足、无毒、无污染、不爆燃、热容量大且价格相对低廉的特点,广泛应用于石化、冶金生产和居民生活中。如石化工艺中的升温与保温工艺,冶金生产中的汽化溶剂、浓缩溶液、析出溶质的蒸发工艺,以及居民日常生活的取暖等等。而作为蒸汽的主要载体的蒸汽管网系统主要指连接蒸汽产生装置与蒸汽使用设备之间的用于蒸汽的输送、分配、使用与回收的闭路网络与其中采用的各种设备与元件的总称。它包括:蒸汽的输送与分配设备,用热设备,凝结水回收设备等三个部分,是直接影响蒸汽品质以及系统热能利用效率的重要环节。
目前,我国蒸汽管网系统的使用主要存在如下几方面问题:
1蒸汽泄漏严重
据有关部门统计,蒸汽管网上使用的疏水阀有约162万只已处于严重漏汽状态。293万只正处于超标准漏汽状态。全年漏汽总量已达2.8亿吨,约合4200万吨标准煤。
2大量凝结水欠回收
凝结水中所含热能约占蒸汽热能的25%左右。我国大约有70%的凝结水未被回收而直接排入地下。(国际上较先进的国家凝结水回收比例一般为90%左右)仅此一项,每年浪费的锅炉软水就有21亿吨,由此浪费的煤炭约为4500万吨/年标准煤。
3管网的设计、产品的选型以及管道的安装水平比较落后
3.1 一般的工厂在蒸汽输送主干管路上极少或根本不装疏水阀。而科学的蒸汽输送主管路,应每隔150-200米安装一只疏水阀。
3.2 疏水阀的选型与安装不合理,造成一些琉水阀从未正常工作过。其跑漏汽现象严重,有的阀门寿命大大低于设计指标等等。
3.3 管网设计不合理造成疏水阀不能发挥阻汽排水作用,产生水击、凝结水倒流等。
3.4 管网中的凝结水不能及时排除,造成蒸汽携带凝结水,影响蒸汽品质和生产工艺过程,影响产品质量,同时大大降低管网系统的热能利用效率和管网设备的寿命。
3.5 疏水阀与各类管路阀门的布局不合理,检修维护不便。
4管理与维护水平低
长期以来,蒸汽管网系统在实际生产中未得到应有重视,管网的跑、冒、滴、漏现象十分严重。一个普遍的现象是企业的生产总量没有显著增长,但锅炉的台数、蒸汽吨数却在不断增加(即产量没有增加,而蒸汽的漏耗量却不断增加)。蒸汽通过维护不良的管网和疏水阀以后泄漏得更加严重,造成能源大量浪费。
如遇解决上述问题,就应在蒸汽管网系统中实施蒸汽管网节能工程。所谓蒸汽管网节能工程,是以整个管网系统为节能工程载体,为提高蒸汽热能有效利用率,在全国考虑用热设备、管路、压力、温度控制、排气、排水、汽水分离等诸多因素后,采用先进的管网节能产品和管网系统技术,改造蒸汽管网系统的总称。主要有两个方面:
一是对现有蒸汽管网系统的改造,包括:管网系统的热能利用效率与蒸汽损耗状况的检测与核算、凝结水的回收与利用、二次蒸汽的再利用、管网上各类阀门及连接元件的检测与维修、管网的在线补漏。
二是对新建项目的蒸汽管网系统进行优化设计,科学选型,以及建立新建项目节能示范工程等。衡量蒸汽管网节能效率的最终标准,就是在相同的管网工况条件与用汽条件下,蒸汽、凝结水以及所需能源的节约程度。由于我国蒸汽管网系统热能利用效率仅为30%,仅为国外先进水平的一半,即我国每节约一个单位的蒸汽则比国外多节约一倍能源。因此,实施蒸汽管网节能工程极为必要,其效果也颇为显著。第一是节能。我国的蒸汽供热系统由于热能利用效率低的原因而浪费能源约8000万吨/年标准煤,蒸汽管网的蒸汽泄漏和凝结水浪费累积所造成的能源损失就达2900万吨/年标煤。第二是节汽。常见的疏水阀(最小出水孔直径5mm,蒸汽压力为0.7MPa。一年有效工作时间为3000小时)在完全失效的漏汽状态,保守测算一年漏气约60余吨,而在超标漏汽状态(漏汽率为10%,超出标准7%),保守测算也在20余吨。二者累计,我国蒸汽管网由于疏水阀泄漏一项每年所浪费的蒸汽高达8000万吨左右。加上未装疏水阀部分的蒸汽泄漏,每年浪费的蒸汽高达1亿吨。第三是节水。由于蒸汽管网中70%的凝结水未经回收被直接排放掉,由此浪费水资源约1亿吨/年。浪费了20%-30%的新汽热能,增加了锅炉的朴给水量和排污量。据此测算,浪费的凝结水总量约为15亿吨/年左右。第四是减少污染。工业锅炉每年排放的烟灰量约620万吨,占污染总排放量的36.6%;二氯化硫的排放量约510万吨/年,占总排放量的38.3%;二氧化碳的排放量达到5亿吨/年以上。而蒸汽管网节能从根本上减少了同一负荷下的锅炉燃煤量,大幅度减少了污染。另一方面。凝结水的回收减少了经过化学物质处理的锅炉软水的直接排放。如果我国蒸汽管网系统燃烧效率由55%提高到80%,管网的用热效率由30%提高到50%,则节约燃煤量总潜力为1.5亿吨/年。其中管网节能潜力8000万吨/年,疏水阀泄漏和凝结水回收节约潜力3000万吨/年。我国对节能工程高度重视。《“十二五”计划和2020年远景目标纲要》一再提出“能源工业节约与开发并举,把节约放在首位”的方针。从蒸汽管网系统的产品技术与系统技术上看亦有了长足发展,蒸汽管网的优化设计、系统诊断、在线补漏、管网产品的在线检测、计算机监测与管理等管网系统技术发展十分迅速,产品寿命已由原来的几个月延长至1年以上。
目前,大多数企业对蒸汽管网系统认识不足,疏水阀应1-2年内就要全都更换或彻底检修,但许多陈旧落后、年久失修的疏水阀还在管网上大量使用。
实施蒸汽管网系统节能工程,是贯彻落实国家节能工作方针《节约能源法》,帮助企业节能降耗减亏、降低成本的一项具体工作。一些国家的成功实践亦表明。采用设立“节约能源专项基(资)金”的方式,建立节能示范工程,有效建立提供蒸汽管网系统节能技术来源与工程服务的专业机构和工程公司,逐步建立效益贷款制度,鼓励企业节能工作的开展,效果颇好。目前,蒸汽管网系统节能工作已有了一支队伍,将进一步实现产业化、链条化,节能的触角会涉及到国民经济的各个领域,充分满足各项事业发展的需要。