蒸汽系統改造方案

                          上海申弘閥門有限公司

蒸汽系統基本情況

主要問題及分析
疏水閥的選用存在弊端
廠內（部分）凝結水沒有回收利用
已回收的凝結水主要靠背壓回水，造成回水管線背壓偏高
凝結水回收管線布局及選徑不合理
凝結水回收后再利用方式不合理

節能改造方案
改造蒸汽系統的疏水環節
建立及完善凝結水回收系統，充分及科學的利用凝結水

投資規模及效益分析
概述
投資規模及效益估算

編制依據

技術實施保證

蒸汽系統的基本情況

蒸汽平均耗量
       
蒸汽平均耗量   噸/小時

凝結水回收情況

        凝結水有  %回收，還需  %補水

經濟核算指標

蒸汽價格：
除鹽水價格：
凝結水計算成本：

主要問題及分析

一、疏水閥選用存在弊端
通過現場觀察，本廠很多換熱設備使用多臺圓盤疏水閥疏水，由于圓盤疏水閥本身結構的缺陷導致有一部分蒸汽泄漏，造成蒸汽的嚴重浪費。另外由于圓盤疏水閥受環境影響較大，有空打現象。且該疏水器在背壓較高的工況下不能保證正常工作。
通過現場觀察，本廠很多換熱設備使用多臺倒吊桶疏水閥疏水，由于倒吊桶疏水閥本身結構的缺陷不可避免地導致部分活蒸汽的損失；并且由于其內部結構的復雜使之不便于維修。由以上原因，我們不我們的客戶使用吊桶疏水閥。
為了保證蒸汽在換熱設備中全部凝結放熱，并把凝結水及時排出，這是節能和保證安全、正常生產的關鍵。采用阻汽排水性能優良的疏水閥顯得極為重要，一旦疏水閥選用不當就會造成蒸汽的嚴重浪費并導致整個蒸汽系統的效率下降。

二、廠內凝結水沒有回收利用
根據廠方介紹，廠內的凝結水沒有回收利用，大量的凝結水，即鍋爐水（含有大量熱量）浪費，損失極大。
    凝結水不僅含有除鹽水的價值，而且含有很高的熱值，充分回收凝結水可以：
1．有效提高鍋爐給水溫度，降低燃料消耗；
2．減少補水量，降低水耗及軟化費用；
3．提高爐水純度，降低排污損失；
4．降低對環境造成的污染。
  
 全廠可回收的凝結水量為  噸/小時。按全年運行7000小時，回收率80%計算，則全廠可再回收的凝結水總量為   *7000*80%=     噸/年

三、已回收的凝結水主要靠背壓回水，造成回水管線背壓偏高
廠區內已回收的凝結水主要靠背壓回水，由于各用汽設備用汽壓力不可能*相同，所以各疏水閥疏出的水壓力也不同，這樣造成以下問題：
1）凝結水回水背壓升高，回水不暢。
2）管線內壓力不穩，部分壓力較低的地方疏水不暢，凝結水難以進入回水管。
3）由于壓力不穩，造成管路內水擊等現象，加快管道的磨損和腐蝕。
四、凝結水回收管線選徑偏小
廠內凝結水回收管線口徑為DN，此口徑偏小。由于阻力較大及壓降存在，易造成凝結水回水不暢。

節能改造方案

根據已經掌握的現場調查資料及解決技術路線的要求，經研究確定了以下具體節能改造方案。
一、改造蒸汽系統的疏水環節
    科學選用阻汽排水性能優良的疏水閥，以杜絕蒸汽泄漏，把凝結水按區域回收到地點，以實現凝結水回收，即做到既能滿足工藝要求，又能保證回收凝結水。疏水器均無冷凝水積存，具有疏水，過濾，止回三種功能，無活蒸汽損失，可適用于高背壓工況。公司的MK系列膜盒式疏水閥具有反應特性靈敏，排放等優點，為各種熱交換器冷凝水排放的。而UNA系列浮球疏水閥的優點則在于冷凝水流量突然變動和大幅變化以及壓力波動的情況下冷凝水排放不受影響。
疏水閥的選型和安全系數表：
用途    *選擇    第二選擇
鍋爐分汽缸    BK    UNA（單作用）
蒸汽主管和支管不凍    BK    UNA（單作用）
汽水分離器    TD+UNA    
伴    MK（飽和蒸汽）
BK（過熱蒸汽）    風機盤管空氣加熱器    恒壓
  MK（飽和蒸汽）
BK（過熱蒸汽）
UNA（雙作用）    
散熱片和盤管     MK（飽和蒸汽）
BK（過熱蒸汽）
UNA（雙作用）    
工藝空氣加熱器    MK（飽和蒸汽）
BK（過熱蒸汽）
UNA（雙作用）    
蒸汽吸收器    MK（飽和蒸汽）
BK（過熱蒸汽）
UNA（雙作用）    
管殼式熱交換器(    UNA（雙作用）    
旋轉干燥器    MK（飽和蒸汽）
UNA（雙作用）    
閃蒸罐    UNA    
注：BK—熱靜力雙金屬不銹鋼片型疏水閥 MK--熱靜力膜盒型疏水閥 UNA—浮球疏水閥  

● 疏水閥的選型設計：
蒸汽疏水閥的工作，就是要盡快的把積存于蒸汽系統中的凝結水、空氣和二氧化碳等不凝性氣體排除到系統外，并能自動阻止蒸汽的泄漏。一個好的疏水閥應能滿足：蒸汽損失小、壽命長、性能可靠、耐腐蝕、耐水擊、能排除空氣和二氧化碳氣體、能在背壓下工作、有較強的抗污能力等要求，詳見我公司疏水閥樣本表(Page5)“蒸汽疏水閥選型表”。也許有的時候在一定場合，可能不需要疏水閥具備全部上述特點，只要其能滿足系統的要求就可以稱為一只合格的疏水閥。但在絕大多數情況下，具備所有這些特點的疏水閥，會帶來*節能效果。即疏水閥的選型設計應在滿足用汽設備的疏水要求的前提下，可提供*的節能效果。
疏水閥的選型設計可以在已知或計算出下列數據時，能輕而易舉的完成蒸汽疏水閥的選型工作：
①凝結水負荷（蒸汽負荷）G：由流量計讀數或經熱平衡計算出kg/h; 
②安全系數A：根據用熱設備情況合理確定其安全系數（見“疏水閥的選型和安全系數表”）；
③工作壓差P：即蒸汽壓力P1與疏水閥背壓P2之差MPa;
④大允許壓力P：一般為蒸汽系統大工作壓力MPa。
所選擇的疏水閥應滿足：不僅能在大壓差下正常工作，而且能在小壓差下排放一定量的凝結水。
由于目前技術參數不全，具體選型有待到現場詳細了解后方能確定。

二、建立及完善凝結水回收系統，充分利用凝結水
1). 建立凝結水回收系統
全廠凝結水分區回收，每個疏水點的凝結水靠疏水閥的背壓輸送到本區內的凝結水泵前的集水罐內，然后通過凝結水泵加壓回收到鍋爐房。置見下頁選型表。
各區所采用的凝結水泵，采用Gestra公司生產的汽（氣）動凝結水泵，其以低壓蒸汽（或空氣）為動力對凝結水進行回收，不僅可以大幅降低土建投資（不需設立泵房），而且具有防爆、不會汽蝕、不需控制、不需外接電源、安裝方便、免維護的特點。該裝置可根據凝結水回水量自動控制水泵的啟閉，全自動控制系統運行，不需人員控制，使用方便。

該凝結水泵的大工作壓力為MPa，工作溫度0C。其排水量是由動力蒸汽壓力和泵后的實際大背壓來決定的。動力蒸汽壓力應大于泵后允許的大背壓，以滿足其正常回水要求，否則其排水量將大幅降低；沒有壓差也不能保證回水。
根據凝結水量，預計選用型凝結水泵 臺，及型凝結水泵  臺

2）修改凝結水回水管線 
由于原有的凝結水回水管線口徑偏小，不利于回水，所以必須改用較大口徑的管線。根據初步計算和經驗，并考慮到將來生產規模擴大的可能，應選用DN的管徑。預計改造管線總長度為  米。

投資規模及效益

一、概述
本工程為             蒸汽系統節能改造，工程主要包括以下內容:；
1．改造蒸汽系統的疏水環節
2．建立凝結水回收系統，充分利用凝結水
3．改造凝結水回水管線
經優化改造后，可使福建雪津啤酒集團公司的蒸汽消耗降低，補水減少，在節能及環保方面均有很大意義。由于疏水閥的選型尚未確定，此部分的投資及效益無法計算，故本方案僅計算加裝凝結水泵及改造凝結水管線的投資規模及效益。
二．投資規模及效益估算
1．凝結水的價值
凝結水的價值 = 除鹽水的價格 + 凝結水的熱價
回收凝結水的溫度按80℃，除鹽水的溫度按30℃計算，則回收1噸凝結水相當于節省的蒸汽為：1000×（80-30）×4.2/1995=105kg，則1噸凝結水的熱價為：×0.105=元/噸。
1噸凝結水的價值 =  +  =元/噸
2．回收凝結水經濟效益
F=凝結水總量×凝結水的價值=×=萬元/年 
3．工程投資估算：
  本項工程內容主要是建立及完善凝結水回收系統。其投資如下：
A.主要設備及材料價格詳見下表：
序號        名稱     型號及規格     數量    單位    單價
（元）    總價
（元）       備注
1    無縫鋼管
及保溫    DN，mm        米            含安裝費
2    凝結水泵            套            Gestra產品
3    凝結水泵            套            Gestra產品
4      蒸汽減壓閥    DN        個            Gestra產品
5     法蘭截止閥    DN        個            Gestra產品
6     法蘭截止閥    DN        個            Gestra產品
7     法蘭截止閥    DN        個            Gestra產品
8    法蘭過濾器            個            Gestra產品
9    法蘭過濾器    DN        個            Gestra產品
10    法蘭過濾器    DN        個            Gestra產品
11    疏水泵安裝費    含閥門等        套            
*12    汽水分離器            臺            Gestra產品
*13    濁度分析儀            臺            Gestra產品
*14    排污閥            臺            Gestra產品
*15    自動排放閥    AK45        臺            Gestra產品
16    止回閥            個            Gestra產品
17    自力式溫控閥            臺            Gestra產品
*18    液位電極            個            Gestra產品
*19    安全閥            臺            Gestra產品
    總計                        
B、工程投資概算表
序號    項目名稱    計算公式    數量（元）    備注
1    主要設備及材料費    見上表        
2    設備運輸費    估價        
3    小計            
4    綜合取費    （3）×15%        施工取費
5    合計            
6    稅金    （5）×3.4%        
7    工程估價            
8    技術服務費    （7）×4%        
9    施工圖設計費    （7）×4%        
10    工程施工監理費    （7）×3%              
11    系統調試費    （7）×2%        
12    小計            
13    不可預見費    （12）×5%        
14    工程總造價            

三、投資回收期

節能效益（萬元）    工程總投資（萬元）    投資回收期（年）即通過系統的節能改造后的總投資回收期為  年零  個月。

編制依據
1．節能潛力及效益估算依據
《STEAM SYSTEMS OPTIMIZATION MANUAL》
《中國蒸汽管網系統節能與環保現狀及發展潛力研究》

2．投資估算規范和指標依據
 1）《北京市建設工程概算定額》（一九九六年版）
 2）《北京市建設工程間接費及其它費用定額》（一九九六年《北京市建設工程造價信息》（一九九九年版）
3）冷凝水回收GB

3．投資估算工程量及價格依據
 1）設備購置費按照設備規格、型號、數量及廠家的報價為依據。
 2）材料費按《北京市建設工程概算定額》造價匯編編制。