熱電廠連排水的綜合回收利用

宋軍峰，管水強(qiáng)，范小艷

（克拉瑪依石化公司熱電廠，新疆克拉瑪依 834003）

0 引言

隨著新安全生產(chǎn)法、環(huán)境保護(hù)法的實(shí)施，某煉化企業(yè)自備熱電廠燃煤鍋爐運(yùn)行將受到限制。其經(jīng)營(yíng)形式變得非常嚴(yán)峻。鍋爐連續(xù)排污水除擴(kuò)容器閃蒸蒸汽進(jìn)入除氧器利用外，排污水未加以利用。目前鍋爐連排水的熱能利用屬于低級(jí)利用，僅僅利用了其中一小部分，其余廢水廢汽直接排放，損失了大量高品質(zhì)冷凝水，同時(shí)污染了環(huán)境。加強(qiáng)余熱回收是節(jié)省能源，緩解能源需求、降低碳排放、保護(hù)環(huán)境的重要措施。將鍋爐連排水作為冬季供暖的重要補(bǔ)充熱源、水源，回收熱量和冷凝水，提高了循環(huán)熱效率，具有推廣意義。

1 鍋爐連排水、供熱系統(tǒng)運(yùn)行情況

1.1 基本情況

某煉化企業(yè)熱電廠共有4臺(tái)中壓煤粉鍋爐，容量為4×130 t/h，實(shí)際出力480 t/h。根據(jù)生產(chǎn)需要冬季運(yùn)行4臺(tái)鍋爐，夏季運(yùn)行2臺(tái)鍋爐。連排擴(kuò)容器共2臺(tái)。1#，2#鍋爐連續(xù)排污水回收至1臺(tái)連排擴(kuò)容器，3#，4#鍋爐連續(xù)排污水回收至1臺(tái)連排擴(kuò)容器。鍋爐連排水溫度200℃，壓力3.5 MPa。目前鍋爐連排水引入連排擴(kuò)容器，連排水?dāng)U容后的蒸汽進(jìn)入除氧器汽平衡母管加熱無(wú)鹽水，擴(kuò)容后的連排水全排入地溝。

1.2 目前冬季供暖現(xiàn)狀

該廠地處西北地區(qū)，冬季供暖期長(zhǎng)，主要依靠廠內(nèi)換熱站提供廠區(qū)冬季采暖用熱。換熱站目前設(shè)有2臺(tái)汽水換熱器、2臺(tái)熱網(wǎng)循環(huán)泵及附屬管道。本換熱站設(shè)計(jì)采用加熱介質(zhì)為1.0 MPa，305℃過(guò)熱蒸汽，將采暖水加熱到（70～100）℃，采暖熱水由兩臺(tái)熱網(wǎng)循環(huán)泵輸送到熱用戶循環(huán)使用，同時(shí)加熱溫度由進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥調(diào)整。系統(tǒng)補(bǔ)充水使用工業(yè)水、無(wú)鹽水、鍋爐疏水等。

換熱站冬季運(yùn)行時(shí)既耗費(fèi)新蒸汽，又需要不斷補(bǔ)充新水，長(zhǎng)期運(yùn)行經(jīng)濟(jì)型不高。該廠冬季運(yùn)行時(shí)，需要耗費(fèi)大量新蒸汽用于廠區(qū)辦公、生活取暖，1 h約10 t，供汽成本按75元人民幣計(jì)算，每年取暖費(fèi)=8×24×75×30×6（元人民幣）。如果將鍋爐連排水用于生活供暖，可使這部分排放掉的污水產(chǎn)生一定經(jīng)濟(jì)效益，既回收熱量損失也節(jié)省了冬季換熱站補(bǔ)水

2 連排水供暖的可行性和優(yōu)點(diǎn)

2.1 連排水供暖的可行性分析

2.1.1 連排水不經(jīng)擴(kuò)容直接引入采暖水系統(tǒng)

鍋爐連排水溫度200℃，壓力3.5 MPa，如果直接引入采暖水系統(tǒng)，壓力過(guò)高，原有采暖水系統(tǒng)管線將不能滿足要求，此外采暖水壓力，溫度將不易控制，所以鍋爐連排水直接引入采暖水系統(tǒng)不具有可行性。

2.1.2 連排水經(jīng)擴(kuò)容直接引入采暖水系統(tǒng)

鍋爐連排水溫度200℃，壓力3.5 MPa，擴(kuò)容后降低壓力進(jìn)入采暖水出水管中，但是連排水在絕熱膨脹時(shí)分離為二次蒸汽和廢熱水，二次蒸汽如果直接外排，又造成一定熱量損失，加熱采暖水的效果將不是很理想，所以如果在連排水?dāng)U容時(shí)將采暖水回水引入擴(kuò)容設(shè)備對(duì)其進(jìn)行混合冷卻，將采暖水回水與連排水充分混合后全部轉(zhuǎn)換成廢熱水，然后將廢熱水引入采暖水出水管中，這樣可以使熱能得到充分回收再利用。

所以通過(guò)專用的連排冷凝擴(kuò)容設(shè)備可以使較高壓力和溫度的連排水轉(zhuǎn)化成所需的采暖用熱水，這樣就可以回收鍋爐連續(xù)排污損失的熱量，提高經(jīng)濟(jì)性。

2.2 連排水供暖的優(yōu)點(diǎn)

（1）鍋爐連排水是經(jīng)過(guò)嚴(yán)格除鹽、除氧處理，比小型鍋爐水質(zhì)好的多，管道不易生銹、結(jié)垢，減少了管道的腐蝕。

（2）充分利用連排水廢熱，提高經(jīng)濟(jì)效益。

（3）對(duì)于大多數(shù)冬季直接用新蒸汽供暖的電廠，連排水壓力較低，直接進(jìn)入采暖水系統(tǒng)混合加熱，可明顯減少換熱設(shè)備的使用率，減少設(shè)備維護(hù)成本。

（4）可在不增加費(fèi)用情況下實(shí)現(xiàn)24 h供暖，可任意延長(zhǎng)冬季取暖時(shí)間，除啟動(dòng)和停運(yùn)外，平時(shí)不必經(jīng)常操作。

3 連排水供暖實(shí)施方案

通過(guò)連排水供暖的可行性分析，連排水經(jīng)混合冷凝擴(kuò)容設(shè)備后可以直接引入采暖水系統(tǒng)，該廠通過(guò)可行性調(diào)研分析，最后與內(nèi)地一家壓力容器設(shè)備廠家達(dá)成協(xié)議，委托制造了一臺(tái)連排冷凝水罐，以此達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

夏季運(yùn)行時(shí)，鍋爐連排續(xù)排污進(jìn)入1#，2#連排擴(kuò)容器，回收蒸汽，加熱除氧水。冬季運(yùn)行時(shí)，換熱站水暖系統(tǒng)投入后，鍋爐來(lái)連排水直接進(jìn)入新裝混合加熱器，經(jīng)噴射裝置形成負(fù)壓，將灌頂進(jìn)入的水暖回水吸入，其混合物經(jīng)擴(kuò)壓段擴(kuò)壓后進(jìn)入冷凝水罐，再進(jìn)入水暖的出口母管。連排水經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓器釋放出的蒸汽罐頂接口，加熱進(jìn)入混合加熱器的水暖水。進(jìn)入混合加熱器水暖水可通過(guò)壓力調(diào)節(jié)閥控制流量，當(dāng)水暖回水母管超壓或鍋爐排污水過(guò)量時(shí)，加裝了放水裝置，可操作放水調(diào)節(jié)閥放水排至水塔渠道，作為循環(huán)水補(bǔ)水。

JF-HU混合加熱器技術(shù)參數(shù)：耐壓實(shí)驗(yàn)壓力2 MPa，最高工作壓力1.2 MPa，設(shè)計(jì)壓力1.6 MPa，設(shè)備重量1877 kg，介質(zhì)是水和蒸汽。

冷凝水罐技術(shù)參數(shù)：工作溫度160℃，設(shè)計(jì)溫度170℃，工作壓力1.2 MPa，設(shè)計(jì)壓力1.6 MPa，安全閥開啟壓力1.32 MPa，介質(zhì)是水和蒸汽，全容積2.66m3，焊接接頭系數(shù)0.85，腐蝕裕度1 mm，主要受壓元件材料16MnR。

連排水?dāng)U容后工作壓力為1.2 MPa，大于采暖水出口壓力，工藝條件符合要求。

4 連排水供暖的經(jīng)濟(jì)性分析（表1）

表1 連排水供暖的經(jīng)濟(jì)性分析

本工程設(shè)計(jì)工況：鍋爐連排污率3%計(jì)算，4臺(tái)鍋爐排水流量14 t/h，連排水溫度200℃，換熱站加熱蒸汽溫度320℃。經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算依據(jù)：低壓加熱蒸汽成本75元人民幣/t，新水成本1.7元人民幣/t。

5 結(jié)論

（1）冬季采暖期年節(jié)省新水補(bǔ)水量4.3萬(wàn)t。

（2）冬季采暖期連排水的回收利用，可節(jié)省冬季換熱器用新蒸汽2.95萬(wàn)t，節(jié)省費(fèi)用221.4萬(wàn)元人民幣。

（3）冬季采暖期換熱站放水全部排入水塔，可節(jié)省水塔補(bǔ)水5.04 萬(wàn) t。

結(jié)合克石化公司熱電廠鍋爐連排水改造實(shí)際情況，通過(guò)將鍋爐連排水作為換熱站采暖加熱、補(bǔ)水對(duì)外供熱，回收熱量和冷凝水，提出來(lái)鍋爐連排水利用新方法新思路，從運(yùn)行效果來(lái)看，運(yùn)行安全可靠，經(jīng)濟(jì)效益明顯，值得推廣。