摘要：電廠連續(xù)排污余熱、除氧器氧排汽余熱等的參數(shù)品位較低，不能再被用于生產(chǎn)，大多數(shù)電廠都是直接排放，不僅造成了資源浪費(fèi)、還造成了熱污染。利用余熱蒸汽加熱冷水（常溫）制成生活熱水對(duì)外銷售的做法，從節(jié)能環(huán)保的概念出發(fā)，更具有實(shí)際意義。

關(guān)鍵詞：余熱 熱水

前言

隨著政府節(jié)能環(huán)保相關(guān)政策的的陸續(xù)出臺(tái)，對(duì)企業(yè)節(jié)能環(huán)保要求的不斷提高，為提升公司所處區(qū)域的市場影響力，符合未來戰(zhàn)略發(fā)展的管理要求，對(duì)公司發(fā)電供熱機(jī)組正常生產(chǎn)過程產(chǎn)生的外排損失熱能有效回收利用的課題逐步顯現(xiàn)我公司外排熱能量情況

一、二期鍋爐連排汽量：

一期鍋爐連排無流量顯示，根據(jù)現(xiàn)場情況判斷經(jīng)過疏水?dāng)U容器回收后，廢水量較少，熱量忽略不計(jì)。二期連排疏水量9噸/小時(shí)，排汽量為0（目前連排擴(kuò)容器排汽門關(guān)）

一、二期鍋爐定排汽量：（主要為吹灰疏水）

一期定排平常處于關(guān)閉狀態(tài)，化學(xué)專業(yè)通知排放時(shí)才開啟定排，流量無數(shù)據(jù)，忽略不計(jì)，疏水為吹灰器疏水，流量2噸/小時(shí)，溫度240℃；二期定排每日排放5—10分鐘，無數(shù)據(jù)。

二、二期除氧器排汽量：

除氧器單臺(tái)除氧門排汽量為2.5噸/小時(shí)，目前閥門為節(jié)流狀態(tài)，單臺(tái)流量取0.2噸/小時(shí)，溫度160℃，壓力0.6MPa，一期除氧器排汽量0.2噸/小時(shí)，溫度160℃，壓力0.6MPa，總計(jì)1噸/小時(shí)。

污泥（蒸汽）干化冷凝水量：

污泥干化疏水量為10噸/小時(shí)，溫度為100℃，壓力為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。

參數(shù)表：

公司生產(chǎn)余熱加熱冷水能力計(jì)算

連排疏水加熱水量

考慮#4#5機(jī)組連續(xù)排污擴(kuò)容器疏水量大，且疏水直接排放，計(jì)劃使用連續(xù)排污擴(kuò)容器疏水加熱自來水進(jìn)行熱水供熱，目前#4機(jī)組汽包至連排疏水量為7噸/小時(shí)，#5機(jī)組汽包至連排疏水量為25噸/小時(shí)（正常應(yīng)為7噸/小時(shí)），總流量為14噸/小時(shí)連排疏水參數(shù)確定

設(shè)連排疏水率為&

汽包壓力18MPa

h水1：飽和水焓為1718kJ/kg

連排壓力0.5MPa

h汽 : 飽和蒸汽焓2748kJ/kg

h水2 : 飽和水焓639kJ/kg

由熱平衡得：

h水1=& h水2+（1-&）h汽

&=0.488

連排疏水量為0.488*14=6.8噸/小時(shí)

Q放：連排疏水放熱量，單位kJ/h

C水 ：水的比熱 ，單位kJ/kg.℃

m1：連排疏水的重量，單位kg

m2：自來水的重量，單位kg

t：熱水溫度，單位℃

t1：連排疏水的溫度，單位℃

t2：自來水的溫度，單位℃

Q放=C水m1（t1-t）

Q吸=C水m2（t-t2）

Q放= Q吸

m1（t1-t）= m2（t-t2）

6.8（150-95）= m2（95-5）

m2=4.15噸

綜合可得，二期連排疏水與自來水混合可得11噸/小時(shí)的95℃熱水

加熱自來水與蒸汽的比例關(guān)系：

Q吸=C水m水（t-t1）

=4.2×1000×（95-5）

=378000KJ

根據(jù)能量守恒定律：Q吸= Q放可得，蒸汽放熱量與自來水吸熱量相等，

其中：Q放=Q水+Q汽

= C水m（t-t1）+h汽m

故：C水m（t-t1）+h汽m=378000

4.2×55×m+2758×m=378000

m=126Kg

加熱1000Kg自來水，需126Kg的供熱蒸汽（參數(shù)為0.3MPa、149℃）。一臺(tái)機(jī)組除氧門排汽流量約為0.2噸/小時(shí)，除氧門總流量為1噸/小時(shí)，核算可加熱7.5噸/小時(shí)的自來水

鍋爐吹灰疏水加熱熱水量

一期鍋爐吹灰疏水流量為1.5噸/小時(shí)，溫度為240℃，二期鍋爐吹灰疏水不連續(xù)排放，且排放量較小，暫不計(jì)算。

Q放：連排疏水放熱量，單位kJ/h

C水 ：水的比熱 ，單位kJ/kg.℃

m1：吹灰疏水的重量，單位kg

m2：自來水的重量，單位kg

t：熱水溫度，單位℃

t1：吹灰疏水的溫度，單位℃

t2：自來水的溫度，單位℃

Q放=C水m1（t1-t）

Q吸=C水m2（t-t2）

Q放= Q吸

m1（t1-t）= m2（t-t2）

2（240-95）=m2（95-5）

m2=3.2

綜合可得，吹灰疏水與自來水混合可得5噸/小時(shí)的95℃熱水

污泥干化疏水

污泥干化疏水溫度為100℃，流量10噸/小時(shí)，水質(zhì)參數(shù)合格可直接進(jìn)行熱水供應(yīng)。

供熱水能力統(tǒng)計(jì)

綜合統(tǒng)計(jì)，我公司蒸汽加熱生產(chǎn)熱水為8噸/小時(shí)，若疏水可直接混合，采用混合式加熱器，疏水加熱生產(chǎn)熱水為26噸/小時(shí)，我公司熱量回收可生產(chǎn)熱水總計(jì)為34噸/小時(shí)，日生產(chǎn)量為816噸。

若疏水水質(zhì)不合格，采用表面式加熱器，疏水未能進(jìn)行全面回收利用，僅僅利用其熱量加熱冷水，同時(shí)疏水加熱冷水后仍帶有部分熱量的流失，疏水生產(chǎn)熱水量僅為混合式的一半，為13噸/小時(shí)，加上蒸汽生產(chǎn)熱水量8噸/小時(shí)，日生產(chǎn)量為21噸/小時(shí)，日生產(chǎn)量為504噸。

方案

該方案采用汽水加熱器加熱方式進(jìn)行加熱（汽水直接混合加熱），使用連排疏水加熱自來水，水溫達(dá)到設(shè)定值即停止加熱。商品熱水通過動(dòng)力設(shè)備輸送至運(yùn)輸水車，水箱內(nèi)商品熱水供完后，自來水直接注入水箱內(nèi)再被疏水加熱。本工程設(shè)兩臺(tái)熱水箱，交替供應(yīng)熱水。

污泥干化疏水流量為10噸/小時(shí)，溫度為100℃，本次方案中，設(shè)置預(yù)留口，待系統(tǒng)投用后，化學(xué)專業(yè)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行化驗(yàn)確認(rèn)，水質(zhì)合格后直接接入熱水罐。

三、方案簡介

1 方案一

根據(jù)要求需向相關(guān)行業(yè)提供合格的93℃的商品水，若各疏水水質(zhì)符合，從投資和時(shí)效方面考慮優(yōu)先采用以下方案：

新建疏水集箱，將我公司連排擴(kuò)容器連續(xù)疏水（0.5MPa，160℃）一期吹灰器疏水（240℃）回收匯集，經(jīng)熱水泵打至熱水罐與冷水混合加熱。

除連排疏水、吹灰疏水，其他小流量疏水亦回收至疏水集箱，統(tǒng)一用于冷水加熱。

定排排汽、連排排汽、除氧器排汽可回收設(shè)為加熱蒸汽。

加熱蒸汽最佳工作壓力0.2-0.4MPa汽源，該壓力的蒸汽作為加熱冷水的汽源最為經(jīng)濟(jì)、安全，我公司低壓供熱蒸汽參數(shù)約為0.3MPa、149℃，可為備用。防止熱水供應(yīng)量過大時(shí)，生產(chǎn)熱水能力不足。

根據(jù)水質(zhì)與成本對(duì)水源進(jìn)行選擇，水源暫用我公司自來水（成本3.6元/噸），同時(shí)對(duì)我公司冷卻塔補(bǔ)水進(jìn)行化驗(yàn)，若滿足化學(xué)水質(zhì)報(bào)告要求，則使用園區(qū)來工業(yè)水（成本1.41元/噸）

熱水加熱器采用混合式加熱器，使用蒸汽對(duì)自來水進(jìn)行混合加熱。

為防止汽源壓力等級(jí)不同導(dǎo)致竄汽，新建均壓箱匯集三路汽源，分別收集：連排余熱，定排余熱，除氧器余熱，匯集后匯入熱水罐與冷水進(jìn)行混合加熱。

備用蒸汽管道采用通徑100的無縫鋼管。

熱水箱內(nèi)加熱裝置采用目前較為先進(jìn)、成熟的浸沒式汽水消聲加熱器，其特點(diǎn)：熱效率高，蒸汽利用率幾達(dá)100%，可消除冷熱相遇造成的噪音。

商品熱水采用通徑100的不銹鋼管輸送，經(jīng)熱水泵打入流體卸臂進(jìn)入專用熱水車，送往熱用戶。

在連排至定排管道處安裝逆止門及關(guān)斷閥，當(dāng)夏季供水淡季時(shí)連排疏水正常排至定排擴(kuò)容器。

在吹灰疏水至定排管道處安裝逆止門及關(guān)斷閥，當(dāng)夏季供水淡季時(shí)連排疏水正常排至定排擴(kuò)容器。

布置：2臺(tái)熱水箱布置在廠房外，具體位置待定，水箱布置為串聯(lián)。

方案二系統(tǒng)圖

四、設(shè)備選型

熱水箱選型

熱水箱的容積選型根據(jù)全天用水量來選擇，可按全天50-80%的用水量來確定熱水箱容積，全天用水集中在一個(gè)時(shí)段取高值。我公司熱水供應(yīng)能力為1000噸/天，根據(jù)熱水供應(yīng)量選取水箱總?cè)莘e為800噸。

熱水箱參數(shù)：

容積：400m3。

型式：通大氣式。

數(shù)量：2臺(tái)。

箱體材質(zhì)：SUS304不銹鋼。

箱體厚度：5mm。

保溫防滑板：箱體采用巖棉整體保溫，厚度大于50mm。外層采用防水彩板裝飾。

控制系統(tǒng)：分為水溫控制系統(tǒng)和水位控制系統(tǒng)兩個(gè)部分。

材質(zhì)：SUN304不銹鋼。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)：箱內(nèi)設(shè)置浸沒式汽水消聲加熱器

材料清單

設(shè)備說明

疏水若直接回收使用，污泥干化疏水水質(zhì)需嚴(yán)格監(jiān)控，保證疏水水質(zhì)正常，當(dāng)水質(zhì)變差時(shí)，應(yīng)立即隔離該路疏水，檢查污泥干化換熱器是否泄漏，排除漏點(diǎn)。

疏水與冷水采用表面式換熱器，應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)控?fù)Q熱器出口水質(zhì)，防止換熱器泄漏。

熱水輸送泵一用一備，定期切換。

我公司一期低壓除氧器為混合式加熱器，單臺(tái)容積為50m3，共兩臺(tái)，后期背壓機(jī)改造，可考慮低壓除氧器利舊，充當(dāng)熱水回收系統(tǒng)熱水罐。

除氧器排汽含氧量大，易造成管道、容器腐蝕，需加強(qiáng)防腐保養(yǎng)。

經(jīng)濟(jì)性分析

疏水水質(zhì)合格時(shí)：自來水價(jià)格為3.6元/噸，熱水售價(jià)為13元/噸（出廠價(jià)，不含運(yùn)費(fèi)），扣除損耗凈利潤約為9元/噸，我公司日產(chǎn)熱水量為816噸/天，若熱水可全部賣出，一年凈利潤為268萬元。

疏水水質(zhì)不合格時(shí)：自來水價(jià)格為3.6元/噸，熱水售價(jià)為13元/噸，扣除損耗凈利潤約為9元/噸，我公司日產(chǎn)熱水量為504噸/天，若熱水可全部賣出，一年凈利潤為165萬元。

結(jié)論

余熱回收生產(chǎn)生活熱水利用改造，在拓展新的利潤增長點(diǎn)的同時(shí)，兼顧環(huán)保與節(jié)能。該項(xiàng)目的實(shí)施，既可有效開發(fā)和利用熱源，減少電廠熱污染及降低城區(qū)煙塵污染，又為企業(yè)創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。