基于电接点液位计和电磁阀控制的高效环保 冷凝水回收输送装置

发表时间:2020/7/21   来源:《城镇建设》2020年11期   作者:陈有为
[导读] 现有冷凝水回收输送装置本身的结构,造成了实际运行中存在排气量大、输送停滞等问题

         [摘  要] 现有冷凝水回收输送装置本身的结构,造成了实际运行中存在排气量大、输送停滞等问题,通过本新型基于电接点液位和电磁阀控制的冷凝水回收输送装置的应用,有效防止装置输送停滞及排气量大等问题,实现冷凝水回收输送装置更加高效环保,并进一步提升装置的使用广泛性。
         [关键词] 冷凝水回收输送装置;高效环保
          
前言

         蒸汽,作为现代化大型钢铁、化工、电力行业不可或缺的动力源,正在被充分的得以利用,随着节约型企业的建立,蒸汽冷凝水回收再利用技术已被广泛使用。现有蒸汽冷凝水回收再利用技术,主要包括冷凝水回收和冷凝水输送两部分内容。
         现阶段常用的冷凝水回收装置分为开放式回收系统和封闭式回收系统。开放式回收系统主要运用于不同压力等级的蒸汽管线疏水回收,该系统在蒸汽冷凝罐设有外排闪蒸汽口,以此来消除不同压力等级蒸汽疏水汇集在同一个罐体内形成的相互影响,虽然随着技术的不断完善现在对开放式回收系统加设闪蒸罐,但是任然无法无法完全将高温热水二次闪蒸造成的闪蒸汽完全、彻底进行回收再利用,并且外排的闪蒸汽还对周边环境造成一定的白色污染。封闭式回收系统虽然杜绝了向外排放二次闪蒸汽,但是该系统只能运用于同等压力的蒸汽管线冷凝水回收系统,适应性不广。
         现阶段常用的蒸汽冷凝水输送装置主要为蒸汽(空气)泵、电力热水泵。使用电力热水泵的蒸汽冷凝水回收输送装置适合于大流量远距离的回收再利用,但是会增加装置电能消耗,对蒸汽冷凝水回收再利用效益形成冲减。以压缩空气为动力的冷凝水输送泵,虽然减少了装置的电力消耗,但是在没有压缩空气气源的厂区需要为该装置专门设置一套空压机,这不仅增加的装置的复杂性同时增加装置的电力能耗。因此,现阶段好多化工、电力、钢铁企业的冷凝水回收再利用装置基本都以蒸汽作为输送装置动力源,简称为---蒸汽输送泵。该泵的基本原理为随着泵体内冷凝水液位的逐步升高,将泵内的浮球浮起,产生的浮力通过杠杆传递给装置的弹簧,在弹簧力的作用下撬起蒸汽进入口的自由钢珠使蒸汽进入泵体,在蒸汽的压力作用下将泵内的冷凝水输送出去,当随着液位下降浮球也同时下降,在弹簧力的作用下装置下落,蒸汽进入口自由钢珠在自有重力和蒸汽压力的作用下下落封闭蒸汽进入完成蒸汽泵的一个输送周期。在实际运行中,由于系统冷凝水量的不稳定性造成冷凝水不是连续进入蒸汽泵,蒸汽泵每一个输送周期不能恒定。且蒸汽中携带有一定量水分,该部分水分在蒸汽进入口自由钢珠封闭期间从静止的蒸汽中离析出来汇集在自由钢珠处,当蒸汽输送泵下一个输送周期到来后装置的弹簧力将无法克服自由钢珠重力和蒸汽离析冷凝水重力及动力源蒸汽压力的压力之和,就会造成该装置无法撬起自由钢珠,动力蒸汽将无法进入泵内,蒸汽输送泵停滞失效。
         现在使用的蒸汽冷凝水回收再利用装置,不论是开放型回收装置还是全封闭型回收装置。也不论是蒸汽(空气)输送泵还是电力热水泵,都无法直接运用于蒸汽换热设备或蒸汽管网直接连接进行冷凝水回收,必须在蒸汽换热设备或蒸汽管网后安装疏水器,通过疏水器进行一次汽水分离,再将疏水器与冷凝水回收输送装置连接使用。

新型冷凝器回收输送装置运行分析
         该新型高效环保冷凝水回收输送装置,主要由冷凝水汇集罐、冷凝水输送泵、电接点液位计、动力汽源管及常闭式电磁阀、排放管及常开式电磁阀、闪蒸汽冷却罐、外接冷却水管及电磁阀、热电偶温度计、单向阀等元件组成。
          1通过电接点水位计作为信号源对动力汽源及排放管电磁阀的有效控制,实现疏水泵的运行更可靠
         如图1所示:当疏水泵充水过程中,动力汽源电磁阀和泵出口单向阀关闭、排放管电磁阀和泵入口单向阀打开,冷凝水汇集罐里的冷凝水在自重作用下自流至输送泵内,随着输送泵体内冷凝水液位升高使电接点高水位电极导通,输出信号至电接点液位显示器,通过液位显示器将导通信号转换后输出给动力汽源电磁阀和排放管电磁阀,得到信号的排放管电磁阀关闭,同时动力汽源电磁阀得电后打开,动力汽源(蒸汽、压缩空气或其他介质)进入泵体将泵体内冷凝水输送出去。

         当疏水泵内液位下降到低于电接点液位计低水位时低水位电极断开,该信号通过电接点液位显示器转换后输送给动力汽源管电磁阀和排放管电磁阀,得到信号的动力汽源电磁阀关闭、排放管电磁阀打开,输送泵结束一个完整的动作过程。输送泵重新开始充水,开始新的一个循环。
         该新型冷凝水输送泵利用电接点液位计替代常用输送泵内的浮球装置,从而避免了因为磨损、冲刷等造成的浮球装置失效,从装置本身提高了输送泵的可靠性。
         该装置用动力汽源管常闭式电磁阀替代了常规输送泵动力蒸汽进入口的自由钢珠式结构,就彻底的避免了因为动力蒸汽中离析出来的水造成浮球装置无法撬动动力汽源入口自由钢珠的缺陷,确保了蒸汽输送泵每一个动作周期的完美完成,进一步提高了蒸汽输送泵可靠性。


         该新型蒸汽输送泵不但能够利用饱和蒸汽作为动力汽源,同时也可以利用其它流体作为动力源,如:压缩空气、无毒惰性气体及具有一定动能的水等等。这一革新,使得蒸汽输送泵的工作不再受限于动力源的选择,疏水泵的运行更加可靠。
          2新增闪蒸汽冷却罐,实现冷凝水回收系统更经济环保
         由于大型钢铁、电力、化工企业,在实际生产过程蒸汽一同不可能为单一压力等级,因此封闭式蒸汽冷凝水回收系统使用范围较少,实际中还是以开放型冷凝水回收系统为主。对于开放型冷凝水回收系统,将会存在二次闪蒸汽外排的情况。现阶段通用的二次闪蒸汽回收系统为在冷凝水汇集罐前串联一个闪蒸罐,但是即便使用了蒸汽闪蒸罐,还会存在闪蒸汽外排的情况,尤其在北方的冬季,从感官上看任然存在大量的蒸汽白色污染。
         如图2所示,通过新增闪蒸汽冷凝罐,即可实现对闪蒸汽的全部回收再利用,同时可以作为冷凝水回收罐的备用。闪蒸汽冷却罐是将冷凝水汇集罐里二次闪蒸的蒸汽首先输送到冷却罐罐底的水平管子,通过水平管上的小孔进行再次扩容闪蒸,同时接受储存在罐内水的初步冷却,使大部分二次闪蒸汽被冷却。少量的没有来得及冷却的二次闪蒸汽将向上飘移,到达冷却罐上部,冷凝罐上部温度随之升高。
    在二次闪蒸汽冷却罐顶部设置温度测点,当二次闪蒸汽冷却罐上部温度达到设定值时温度信号转换成电信号作用给冷却水管路电磁阀,该电磁阀打开,外部冷却水进入冷却罐对向上漂移的二次闪蒸汽进行彻底冷却,冷却下来的水通过罐中部连通管进入输送泵被回收再利用。同时为了更好的做到冷凝水全部回收,在冷凝罐上部敷设一定量的填料,通过填料将罐中外排不凝结气体中携带的水分进行彻底分离。
         因此该新型装置的问世将可以实现蒸汽冷凝水的完全冷却回收,且彻底根治了现有冷凝水回收系统对外排放闪蒸汽的缺陷,也使得冷凝水回收输送再利用系统更加经济环保。
          3与蒸汽换热设备直接连接使用,实现蒸汽疏水回收系统的更广泛应用
         现有的蒸汽冷凝水回收系统,严格意义上都无法直接与蒸汽换热设备进行直接连接,对蒸汽换热设备冷凝水进行回收输送,一般都是在蒸汽换热设备疏水口先连接疏水器,通过疏水器进行一次汽水阻隔分离后,在疏水器后连接冷凝水回收输送系统进行回收再利用;或者是通过疏水器背压将冷凝水通过冷凝水回收总管汇集在专门的汇水箱,再由电力热水泵输送到指定地方,该系统属于常规的冷凝水回收系统。
         当系统选择利用疏水器串接冷凝水回收装置的系统时,由于蒸汽换热设备冷凝水量较大,为了保证冷凝水及时排出换热设备,需要选取较大排水量的疏水器,这将造成建设投资和后期维护成本增加;同时由于疏水量较大,大量的热凝结水进入汇水罐将产生大量的二次闪蒸汽。
         当蒸汽换热设备通过疏水器背压进行冷凝水回收输送时,由于蒸汽换热设备通常是通过改变蒸汽压力以实现对被加热介质出口温度的精准调节。由于蒸汽压力的不断变化造成蒸汽换热设备和冷凝水回收装置之间的压差不够,凝结水无法流过疏水器会出现部分或全部积水,使换热设备发生水击或无法实现对换热介质出口温度的精准调整。同时若遇到电力系统停电致使蒸汽换热设备蒸汽侧进口阀门无法关闭、被加热介质停滞,大量的蒸汽将冲破疏水器直接进入冷凝水回水总管或专用汇水箱,造成大量蒸汽向外泄漏,若处理不当将会造成更加严重的安全事故。这样的事故真实发生过,某蒸汽-热水换热站负责向该单位生活区供应采暖,突然遇到电网大停电,换热器蒸汽进口电动阀和热水循环泵全部跳停,大量的蒸汽冲破疏水器进入站内的冷凝水汇水箱,再通过汇水箱溢流管向该换热站室内迅速外漏。该换热站室内在极短的时间内被蒸汽全部充满,致使两位正在现场进行操作的运行人员窒息死亡。
         该新型蒸汽冷凝水回收输送装置,可以直接将蒸汽换热设备的疏水管与该装置的冷凝水汇集管的接口相连,省却了现有系统中安装的大排量疏水器,即可减少工程初期投资又可节约系统运行中的维护费用。当蒸汽换热设备与该新型装置连接使用时,蒸汽换热设备内大量的冷凝水进入该装置可以迅速的被该装置进行输送,同时利用输送泵出口的单向逆止阀可以实现对蒸汽的阻隔分离,防止因外部原因造成的蒸汽大量外泄。将该装置的冷却水电磁阀改为电动调节阀,利用二次闪蒸汽冷却罐出口温度测点作为控制点,根据温度的变化及时调节进入二次闪蒸汽冷却罐的冷却水的量,就可实现将二次闪蒸全部冷却,有效的杜绝了二次上蒸汽的外排。
         该新型蒸汽冷凝水回收输送装置的直接运用于蒸汽换热设备的冷凝水回收,实现了蒸汽疏水回收系统的更广泛应用。
结论
         基于电接点液位计和电磁阀控制的高效环保冷凝水回收输送装置的问世将有效的克服现有冷凝水回收输送装置的诸多不完善之处。可以实现不同压力等级之间蒸汽管网冷凝水回收再利用;可以完全实现冷凝水全部回收,无外排闪蒸汽,提高了蒸汽冷凝水回收再利用系统的经济性和效率;同时不会像电力热水泵那样消耗电能对冷凝水回收再利用效益造成冲减;更主要的是该装置有效的杜绝了因动力蒸汽所含水分离析造成的装置停滞失效,尤其在寒冷的北方冬季可以确保安装在室外的回收装置不会结冰冻结,大大提高了蒸汽冷凝水回收系统运行的安全可靠性;同时该装置还可以直接与蒸汽换热设备连接作为换热设备冷凝水回收再利用系统的一部分,省去了中间疏水器的采购成本和维护成本。
        
        
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