Пароконденсатний баланс виробничої ділянки
Основними складовими теплових втрат з неповерненим конденсатом є:
втрати з неповерненим чистим конденсатом Qk, кВт;
втрати з прогоновим паром Qпр, кВт;
втрати з парою вторинного закипання Qв.в., квт.
Сумарна кількість конденсату, кг/с, не повернутий джерелу теплопостачання, складе
(2.1)
де GK – кількість чистого конденсату, кг/с; Gв.в – втрати конденсату з парою вторинного закипання, кг/с. Ці втрати відбуваються через падіння тиску в системах транспортування і можуть скласти 4-15 % маси утворює конденсату G до; Gпр - втрати конденсату з прогоновим паром. Для розгалужених систем великих промислових підприємств ці втрати становлять
деDп- кількість підведеної пари до пароспоживаючого апарату, кг/с.
В умовах часткового неповернення конденсату кількість прогонової пари, %, що міститься в ньому, складе
(2.3)
Сумарні втрати тепла, кВт, пов'язані з не поверненням конденсату джерелу, визначаються співвідношенням
(2.4)
Тут hK - ентальпія чистого конденсату, визначена при температурі, що підтримується в конденсатозбірнику, після виділення з нього пари прогонового та вторинного закипання, кДж/кг; hпр - ентальпія прогонової пари, визначена за тиском пари, що надходить на пароспоживаючий апарат, кДж/кг;hв.в- ентальпія пари вторинного закипання, визначена за тиском, що підтримується в конденсатозбірнику, кДж/кг.
Теплові втрати з неповерненим конденсатом по відношенню до кількості теплоти, підведеної в пароспоживаючий апарат, %:
(2.5)
де hп - ентальпія пари, що надійшла з парової мережі, кДж / кг (див. табл. П.2.l, П.2.2).
Крім перерахованих теплових втрат на підприємствахіз власними джерелами теплопостачання виникають додаткові втрати, пов'язані зі збільшенням обсягів продувної води, %:
(2.5)
де hв.пр -ентальпія продувного конденсату, що відповідає температурі води на виході з апарату, що використовує теплоту продування, кДж/кг; а – обсяг продувної води котла, що припадає на кожен відсоток неповерненого конденсату, %; у котлах, що виробляють пару тиском до 6 МПа, а = 0,08-0,2%, тиском 6-12 МПа а = 0,12-0,5%. Найменше значення відповідає котлам, в яких організовано ступінчасте випаровування теплоносія.
При організації повернення конденсату на ТЕЦ паровий конденсат, що повертається від паровикористовуваних технологічних апаратів, вимагає спеціальної очистки. Для цього він попередньо охолоджується до 70 ° С у спеціальних системах, охолоджувачем в яких є оборотна вода. Температура конденсату, що утворюється в технологічних апаратах, близька до температури насичення пари, що гріє (130-160 °С), тому обсяги скидається теплоти в цих системах можуть бути значними.
Основною причиною неповернення конденсату на промислових підприємствах є високий рівень його забруднення. Після очищення від вуглеводнів, масел та інших шкідливих для навколишнього середовища домішок конденсат, охолоджений до 40 ° С, зливається в каналізацію. Теплота, що міститься в конденсаті, практично не використовується, і підприємство зазнає додаткових втрат, пов'язаних із зростанням навантаження систем оборотного водопостачання.
У цих умовах можливе використання теплоти, що міститься в конденсаті, за допомогою проміжних теплоносіїв, замкнутих випарно-конденсаторних систем (термосифонів) або при поєднанні процесів теплопередачі та підвищення параметрів теплоти, що утилізується, в теплонасосних.установках.
Кількість теплоти, кВт, яка може бути заощаджена з парою вторинного закипання, визначається співвідношенням
(2.7)
де - частка пари вторинного закипання, що утворюється при зниженні тиску від р1 до р2 (див. табл. П.3.1 та П.3.3):
(2.8)
де h1 – ентальпія конденсату високого тиску, кДж/кг;h2– ентальпія конденсату після бачка-сепаратора (рис. 3.7), кДж/кг; r2- питома теплота пароутворення при тискур2,кДж/кг.
Низький тиск одержуваної пари вторинного закипання(р
1. Змінити технологічний процес та режим роботи обладнання, якщо є така можливість, з метою зниження частки парового навантаження підприємства. Зокрема, на нафтопереробних заводах для транспорту в'язких нафтопродуктів у зимовий період використовуються парові супутники, в яких конденсат пари, що гріє, практично повністю втрачається. У цьому випадку можливе переведення супутників з парового на водяне обігрів.
2. Зменшити частку конденсату або повністю відмовитися від його використання у виробничих процесах. Забруднення конденсату відбувається в теплообмінниках контактного типу - скруберах, плівкових змішувальних теплообмінниках, що використовуються з метою інтенсифікації теплообмінних процесів. Забруднений вуглеводнями конденсат утворюється через розведення сировини перед подачею в печі промислових технологій та подальшого відокремлення конденсату від продуктів реакції. У цьому випадку необхідне спеціальне очищення конденсату, що утворюється, після чого стає можливим його використання в котлах-утилізаторах, вимоги до якості поживної води яких менш жорсткі, в порівнянні з паливовикористовуючими енергетичними агрегатами.
3. Для живлення власних котлів-утилізаторіввикористовувати не конденсат високої якості, а хімічно знесолену воду власного виробництва.
4. Поліпшити умови експлуатації пароконденсатних систем промислового підприємства, тобто. правильно організувати системи транспорту та розподілу пари між споживачами, збирання та повернення конденсату: дренаж паропроводів, правильний вибір конденсатовідвідників, що встановлюються на виході з кожного пароспоживаючого апарату, усунення витоків пари, очищення конденсатів тощо.
6.2 Вимоги до систем збору та повернення конденсату
6.2.1 Системи збирання та повернення конденсату джерелу теплоти слід передбачати закритими, при цьому надлишковий тиск у збірних баках конденсату повинен бути не менше 0,005 МПа.
Відкриті системи збору та повернення конденсату допускається передбачати при кількості конденсату, що повертається менше 10 т/год і відстані до джерела теплоти до 0,5 км.
6.2.2 Відмова від повного повернення конденсату має бути обґрунтованою.
6.2.3 Повернення конденсату від споживачів має передбачатися за рахунок надлишкового тиску за конденсатовідвідниками, а за недостатнього тиску — за рахунок установки для одного або групи споживачів збірних баків конденсату та насосів для перекачування конденсату.
6.2.4 Повернення конденсату конденсатовідвідниками загальною мережею допускається застосовувати при різниці в тиску пари перед конденсатовідвідниками не більше 0,3 МПа.
При поверненні конденсату насосами кількість насосів, що подають конденсат у загальну мережу, не обмежується.
Паралельна робота насосів та конденсатовідвідників, що відводять конденсат від споживачів пари на загальну конденсатну мережу, не допускається.
6.2.5 Напірні конденсатопроводи слід розраховувати за максимальною годинною витратою конденсату, виходячиз умов роботи трубопроводів повним перерізом при всіх режимах повернення конденсату та запобігання їх спорожненню при перервах у подачі конденсату. Тиск у мережі конденсатопроводів при всіх режимах повинен прийматися надлишковим.
Конденсатопроводи від конденсатовідвідників до збірних баків конденсату слід розраховувати з урахуванням утворення пароводяної суміші.
6.2.6 Питомі втрати тиску на тертя у конденсатопроводах після насосів слід приймати не більше 100 Па/м.
Конденсатопроводи після конденсатовідвідників слід розраховувати по різниці між тиском за конденсатовідвідниками та тиском у збірному баку конденсату (або у розширювальному бачку) з урахуванням висоти підйому конденсату.
Еквівалентна шорсткість внутрішньої поверхні конденсатопроводів повинна прийматись 0,001 м.
6.2.7 Місткість збірних баків конденсату, що встановлюються в теплових мережах, на теплових пунктах споживачів повинна прийматися не менше 10-хвилинної максимальної витрати конденсату. Число баків при цілорічній роботі слід приймати не менше двох, ємністю по 50% кожен; при сезонній роботі, а також за максимальної витрати конденсату до 5 т/год допускається встановлення одного бака.
При контролі якості конденсату число баків слід приймати, як правило, не менше трьох з ємністю кожного, що забезпечує час проведення аналізу конденсату за всіма необхідними показниками (3.50), але не менше 30-хвилинного максимального надходження конденсату.
6.2.8 Продуктивність насосів для перекачування конденсату повинна визначатися за максимальним годинним витратою конденсату.
Напір насоса повинен визначатися за величиною втрати тиску в конденсатопроводі з урахуванням висоти підйому конденсату від насосної до збірного бака тавеличини надлишкового тиску у збірних баках
Напір насосів, що подають конденсат у загальну мережу, повинен визначатися з урахуванням умов їхньої паралельної роботи при всіх режимах повернення конденсату.
Число насосів у кожній насосній слід приймати не менше двох, один з яких є резервним.
6.2.9 Постійне та аварійне скидання конденсату в системи дощової або побутової каналізації допускається після охолодження його до температури 40°С. При скиданні у систему виробничої каналізації із постійними стоками конденсат допускається не охолоджувати.
6.2.10 Конденсат, що повертається від споживачів до джерела теплоти, повинен відповідати вимогам правил технічної експлуатації електричних станцій і мереж.
Температура конденсату, що повертається, для закритих систем не нормується, для відкритих - приймається не менше 95°С.
Повернення конденсату з температурою нижче 95°З відкритих систем допускається при обгрунтуванні.
6.2.11 У системах збирання та повернення конденсату слід передбачати використання його теплоти для власних потреб підприємства.