工業(yè)蒸汽減溫系統(tǒng)在鍋爐連排水余熱及工質(zhì)回收利用中的應(yīng)用

關(guān)鍵詞：工業(yè)蒸汽減溫系統(tǒng)；鍋爐連排水；余熱；工質(zhì)；回收利用中圖分類號：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）04-0227-03DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2025.04.062

Application of Industrial Steam Temperature Reduction System in Boiler Drainage Waste Heat and Working Fluid Recovery and Utilization

YUANLei'，YUYanlin’，LIUYanping'，ZHENGJian’，LIUEnsheng （1.Huadian Tengzhou Xinyuan Thermal Power Co.，Ltd.，Tengzhou2775Oo，China; 2.Technical Service Branch，Huadian International Power Co.，Ltd.，Jinan 25oo14， China）

Abstract：Takingtheboilercontinuous drainage wasteheatand workingfluidrecoveryprojectofacertainenterpriseasan example，basedonthecharacteristicsofthecontinuousdrainageofboilers3and4andtheoperatingstatusof theindustrial steamsystem，theboilercontinuous drainage iscombined with the industrial steamcoling system tocarryoutresearchon thecoordinationand matchingoftheboilercontinuous drainageand industrial steamcooling systemunderdiferentload conditionsof theunit.Thisprojectrealizes thefullheatand working fluidrecoveryandutilizationof boilercontinuous drainage，reducestheamountofindustrialsteamcolingwaterused，andachievesgoodeconomicbenefits，whichisofgreat significance fortheapplicationand promotionof boilercontinuous drainage wasteheatand working fluid recovery and utilization technology.

Keywords： industrial steam cooling system; boiler drainage;waste heat; working fluid; recycling

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，鍋爐的熱效率對能源消耗和環(huán)境排放具有顯著影響[1-2]。隨著能源成本的不斷攀升和環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格，提升鍋爐熱效率、降低能量損耗已成為亟待解決的關(guān)鍵問題。充分利用鍋爐連排水的余熱[3-5]，可以有效控制能源浪費(fèi)。工業(yè)蒸汽減溫系統(tǒng)能夠有效地降低蒸汽溫度和控制壓力，然而傳統(tǒng)應(yīng)用對余熱回收的考慮相對較少。將蒸汽減溫技術(shù)和余熱回收系統(tǒng)相結(jié)合，可以減少熱能浪費(fèi)，提升鍋爐系統(tǒng)的熱效率，實(shí)現(xiàn)能源的最優(yōu)化利用[6-]。以某企業(yè)3號、4號鍋爐連排水余熱及工質(zhì)回收項(xiàng)目為例，探討蒸汽減溫系統(tǒng)在余熱及工質(zhì)回收中的應(yīng)用，分析其節(jié)能降耗的效果，并分析確認(rèn)其經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，以期推動(dòng)工業(yè)節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)綠色低碳生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)。

1鍋爐連排水、工業(yè)蒸汽系統(tǒng)基本概況

1.1鍋爐連排系統(tǒng)

某企業(yè)汽包鍋爐運(yùn)行過程中，為了控制爐水的濃度（包括固態(tài)物和堿度）以及蒸汽品質(zhì)，延長受熱面的使用壽命，必須將部分含鹽濃度較高的爐水、懸浮物和水渣通過排污系統(tǒng)排出，并補(bǔ)充等量的純凈水，以維持爐水含鹽量在合格范圍內(nèi)。

汽包鍋爐均設(shè)置一套完整的連續(xù)排污系統(tǒng)和定期排污系統(tǒng)。其中，3號、4號鍋爐為 2 × 3 5 0 M W 機(jī)組，型號為 H G-1 0 6 5 / 1 7 . 5-Y M1 ，屬于亞臨界一次中間再熱控制循環(huán)汽包爐。正常運(yùn)行中，鍋爐連續(xù)排污，連排水壓為 ，溫度為 ，流量為 6 ～ 1 0 t / h 。來自鍋爐汽包的連排水經(jīng)過調(diào)門調(diào)節(jié)后進(jìn)入連排擴(kuò)容器，連排擴(kuò)容器中的閃蒸汽（壓強(qiáng) 0 . 6 M P a ）進(jìn)入除氧器回收利用，連排擴(kuò)容器的疏水進(jìn)入定排擴(kuò)容器后排出。經(jīng)過前期改造，3號、4號鍋爐連排擴(kuò)容器疏水均匯入4號鍋爐定排擴(kuò)容器中，4號鍋爐定排擴(kuò)容器中的閃蒸汽排放在大氣中，定排擴(kuò)容器疏水通過回收水箱回收利用。

1.2工業(yè)蒸汽系統(tǒng)

工業(yè)蒸汽系統(tǒng)汽源是從3號、4號機(jī)組再熱熱段管道抽取的高溫高壓蒸汽（額定工況下壓強(qiáng) 3 . 5 6 7 M P a ，溫度 ），在汽機(jī)房外匯入一條工業(yè)蒸汽母管，在廠內(nèi)的減溫減壓站內(nèi)通過減溫減壓裝置對外提供工業(yè)蒸汽（壓強(qiáng) ，溫度 ），工業(yè)蒸汽的減溫水取自給水泵中間抽頭的給水（壓強(qiáng) ，溫度 ），工業(yè)蒸汽日常平均供汽量在 5 4 ～ 1 3 5 t / h ，減溫水平均用量為 1 2 ～ 3 0 t / h 。工業(yè)蒸汽系統(tǒng)如圖1所示。

1.3現(xiàn)狀問題及改造分析在當(dāng)前的系統(tǒng)中，3號和4號鍋爐的連排水被引入連排擴(kuò)容器。在這一過程中，部分閃蒸汽被引導(dǎo)至除氧器中，以實(shí)現(xiàn)其初步的回收和利用。然而，大部分疏水流向定排擴(kuò)容器。先前的系統(tǒng)改造使得定排擴(kuò)容器的疏水能夠被收集至回收水箱中，在供熱季節(jié)為熱網(wǎng)系統(tǒng)提供熱能，而在非供熱季節(jié)則回流至循環(huán)水系統(tǒng)。

盡管如此，目前的系統(tǒng)設(shè)計(jì)導(dǎo)致大量熱能在鍋爐連排擴(kuò)容器的疏水進(jìn)入定排擴(kuò)容器時(shí)以閃蒸汽的形式排放在大氣中，造成熱能浪費(fèi)。此外，定排擴(kuò)容器疏水中的熱能在非供熱季節(jié)并未得到有效的回收利用。這種低效的熱能管理降低鍋爐連排水的熱能利用率，而且排放的閃蒸汽對環(huán)境造成污染，凝結(jié)成的水滴對鋼梁和設(shè)備產(chǎn)生腐蝕。

在工業(yè)蒸汽系統(tǒng)中，減溫水的使用量較大，尤其是高參數(shù)的再熱熱段抽汽和高品質(zhì)的減溫水增加供汽成本。為了提高能源效率和降低成本，可以將鍋爐連排水作為減溫水的替代品，以實(shí)現(xiàn)其全熱量和全工質(zhì)的回收利用。這種方式可以減少給水泵中間抽頭的給水用量，從而達(dá)到節(jié)約能源、降低成本和提高效率的目的。

2工業(yè)蒸汽減溫系統(tǒng)在鍋爐連排水余熱及工質(zhì)中的回收利用方案

2.1 優(yōu)化方案簡述

為實(shí)現(xiàn)鍋爐連排水余熱及工質(zhì)的回收利用，提出一種改進(jìn)的蒸汽溫度調(diào)節(jié)方案。具體而言，對現(xiàn)有3號和4號鍋爐的連排水管道進(jìn)行改造，在各自的排水管道后端引出分支管道，并在這些分支管道上安裝調(diào)節(jié)閥、止回閥和截止閥。這些分支管道隨后連接至汽機(jī)房外的工業(yè)蒸汽母管（規(guī)格 ）。在連接點(diǎn)，增加霧化噴射器，以實(shí)現(xiàn)連排水的霧化處理，進(jìn)而對工業(yè)蒸汽進(jìn)行初步的溫度降低處理。此外，對現(xiàn)有的由給水泵中間抽頭提供的減溫水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，通過增設(shè)一個(gè)調(diào)節(jié)閥旁路來實(shí)現(xiàn)對第二級減溫水流量的精細(xì)調(diào)節(jié)。這一改進(jìn)旨在滿足工業(yè)蒸汽的溫度要求，并促進(jìn)能源的回收利用。

在機(jī)組的正常運(yùn)行模式下，通過關(guān)閉連排水至連排擴(kuò)容器支路閥門以及連排水至定排擴(kuò)容器支路閥門，實(shí)現(xiàn)對連排水流向的精確控制。隨后，通過精細(xì)調(diào)節(jié)連排水至工業(yè)蒸汽母管支路的調(diào)節(jié)閥，確保鍋爐連排水能夠完全導(dǎo)人霧化噴射器。在這一過程中，連排水被再熱熱段蒸汽的抽汽汽化，并最終匯入減溫減壓站。為了進(jìn)一步調(diào)節(jié)工業(yè)蒸汽供汽溫度，利用現(xiàn)有的減溫水系統(tǒng)通過旁路調(diào)節(jié)閥進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)，從而顯著減少對再熱熱段抽汽和給水泵中間抽頭給水減溫水的需求。這一系列措施不僅充分回收和再利用連排水中的能量和工質(zhì)，而且實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗和成本效益提升的目標(biāo)。

在特定的運(yùn)行條件下，如工業(yè)蒸汽停用或故障時(shí)，鍋爐連排水至連排擴(kuò)容器支路則作為備用運(yùn)行方式。此外，在機(jī)組啟動(dòng)階段，鍋爐連排水量會顯著增加；而在機(jī)組停運(yùn)過程中，隨著汽包壓力的降低，鍋爐連排水壓力可能會低于工業(yè)蒸汽母管壓力。因此，在機(jī)組的啟動(dòng)和停運(yùn)階段，要切換至傳統(tǒng)的鍋爐連排系統(tǒng)，以保證運(yùn)行的連續(xù)性和安全性。

2.2運(yùn)行中的主要性能指標(biāo)

方案實(shí)施后，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)長周期的安全穩(wěn)定運(yùn)行，其主要性能指標(biāo)較多[8-10]。在鍋爐連排水管道的壓力和溫度設(shè)計(jì)參數(shù)（設(shè)計(jì)壓強(qiáng)為 1 9 . 8 3 M P a ，設(shè)計(jì)溫度為 ）下，單臺機(jī)組的連排水減溫流量能夠?qū)崿F(xiàn) 6 ～ 1 5 t / h 的自動(dòng)調(diào)節(jié)。在規(guī)定的參數(shù)范圍內(nèi)，減溫器裝置及鍋爐連排水管道系統(tǒng)在任何工況下均能實(shí)現(xiàn)安全、可靠和穩(wěn)定的運(yùn)行，且在運(yùn)行過程中無明顯的振動(dòng)現(xiàn)象。減溫器出口的蒸汽溫度能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)，以確保出口溫度不低于 （滿足工業(yè)蒸汽用戶的需求溫度）。在對現(xiàn)有A、B減溫減壓器減溫水系統(tǒng)進(jìn)行旁路調(diào)門改造后，減溫水流量能夠在 0 ～ 1 5 t / h 的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。

在管道熱位移較大的位置，已預(yù)留足夠的膨脹空間，以免發(fā)生膨脹受阻現(xiàn)象。環(huán)境溫度不大于 時(shí)，管道保溫的表面溫度應(yīng)不大于 ；環(huán)境溫度大于 時(shí)，表面溫度應(yīng)不大于 。在單臺機(jī)組的啟動(dòng)或停止過程中，若鍋爐連排水壓力低于工業(yè)蒸汽母管壓力，系統(tǒng)能夠安全可靠地遠(yuǎn)程切換至原有的鍋爐連排水系統(tǒng)運(yùn)行。在單臺機(jī)組啟動(dòng)后或在事故狀態(tài)下，若連排水流量較大，系統(tǒng)能夠安全可靠地遠(yuǎn)程切換至原有的鍋爐連排水系統(tǒng)運(yùn)行。未出現(xiàn)需要停機(jī)處理或需要機(jī)組降出力處理的缺陷情況。

2.3 經(jīng)濟(jì)效益分析

在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，此工藝可以保證輸出蒸汽參數(shù)滿足熱用戶需求。當(dāng)熱用戶熱負(fù)荷最小，再熱抽汽的最小量為 時(shí)，基本可以消納 1 9 . 6 t / h 連排水，此時(shí)可節(jié)省再熱抽汽蒸汽量約 4 t / h 。考慮原連排擴(kuò)容器熱量回收效率，根據(jù)結(jié)構(gòu)、形式及工藝效率（流速越快，效率越低），系統(tǒng)能回收總流量的 2 0 % ～ 3 0 % ，經(jīng)濟(jì)性計(jì)算時(shí)按 3 0 % 最高量扣除。再熱抽汽蒸汽價(jià)格按平均價(jià)240元 / t 核算，年生產(chǎn)時(shí)間按 7 2 0 0 h 預(yù)算，節(jié)省再熱抽汽蒸汽量取 。計(jì)算最大連排水回收量時(shí)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)省再熱抽汽蒸汽量的效益為484萬元，按10元/t計(jì)，減少除鹽水消耗及排污費(fèi)的效益合計(jì)144萬元，每年節(jié)能效益達(dá)628萬元。

3結(jié)論

結(jié)合鍋爐連排水余熱及工質(zhì)回收項(xiàng)目的實(shí)際情況，探討工業(yè)蒸汽減溫系統(tǒng)與余熱回收技術(shù)結(jié)合的應(yīng)用，提出一種提高鍋爐熱效率、減少能源浪費(fèi)和促進(jìn)資源循環(huán)的方案。實(shí)際運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，該方案優(yōu)化后的系統(tǒng)能顯著提升熱效率，降低能耗和運(yùn)營成本。未來研究應(yīng)關(guān)注技術(shù)的進(jìn)一步創(chuàng)新與定制化，以適應(yīng)不同工業(yè)需求，推動(dòng)工業(yè)蒸汽系統(tǒng)的節(jié)能與智能化升級。

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