Система сбора и возврата конденсата

Организация эффективных систем сбора и возврата парового конденсата является одним из важных факторов экономии топливно-энергетических ресурсов в энерготехнологических системах, объединяющих источники и потребителей тепловой энергии.

Основными факторами, влияющими на экономические показатели возврата конденсата источнику пароснабжения, являются:

· объем образующегося конденсата;

· температура возвращаемого конденсата;

· степень загрязнения конденсата маслом и другими примесями;

· протяженность и сложность организуемых систем возврата конденсата от потребителя до источника пароснабжения;

· число часов работы потребителей пара в году;

· требования к питательной воде на заводском источнике пароснабжения, если таковой имеется, и его технико-экономические показатели;

· стоимость потребляемых топлива, тепловой и электрической энергии.

Анализ процессов пароконденсатных систем в промышленности показывает, что для крупных потребителей пара возвращение конденсата источнику пароснабжения экономически целесообразно.

Основной причиной невозврата конденсата на предприятиях химии и нефтехимии является высокая степень его загрязнения. В таких условиях после очистки от углеводородов, масел и прочих вредных для окружающей среды примесей конденсат, охлажденный до 40°С, сливается в канализацию. В этом случае теплота, содержащаяся в конденсате, практически не используется, предприятие несет дополнительные потери, связанные с ростом оборотного водоснабжения.

Основными составляющими тепловых потерь с невозвращенным конденсатом являются:

· потери с невозвращенным чистым конденсатом Q_к, кВт;

· потери с пролетным паром Q_пр, кВт;

· потери с паром вторичного вскипания Q_в.в, кВт.

Суммарное количество конденсата, не возвращенного в источник теплоснабжения (кг/с), составит

(4.1)

где – количество чистого конденсата, кг/с; – потери конденсата с пролетным паром; – потери конденсата с паром вторичного вскипания, кг/с.

Для разветвленных систем крупных промышленных предприятий потери конденсата с пролетным паром достигают значения, кг/с,

(4, 2)

здесь – количество пара, подведенного к паропотребляющему аппарату, кг/с.

В условиях частичного невозврата конденсата количество пролетного пара, содержащегося в нем, составит, %,

(4.3)

Эти потери происходят из-за падения давления в транспортирующих системах и могут достигать 4-15 % массы образующегося конденсата .

Суммарные потери теплоты, кВт, связанные с невозвратом конденсата источнику, определяются соотношением

(4.4)

здесь i_к- энтальпия чистого конденсата, определенная при температуре, поддерживаемой в конденсатосборнике, после выделения из него пара пролетного и вторичного вскипания, кДж/кг; i _пр- энтальпия пролетного пара, определенная по давлению пара, поступающего на паропотребляющий аппарат, кДж/кг; i_ВВ- энтальпия пара вторичного вскипания, определенная по давлению, поддерживаемому в конденсатосборнике, кДж/кг.

Тепловые потери, Δ _К %, с невозвращенным конденсатом по отношению к количеству теплоты, подведенной к паропотребляющему аппарату,

(4.5)

где i_П- энтальпия пара, поступившего из паровой сети, кДж/кг.

Количество теплоты (кВт), которое может быть сэкономлено при использовании пара вторичного вскипания, определяется соотношением

(4.6)

где -доля пара вторичного вскипания, образующегося при снижении давления с р₁ до р₂,

(4.7)

где i₁- энтальпия конденсата высокого давления, кДж/кг; i₂- энтальпия конденсата после бачка-сепаратора (рис. 4.4), кДж/кг; r₂- удельная теплота парообразования при давлении р₂, кДж/кг.

К числу мероприятий, позволяющих повысить эффективность работы пароконденсатных систем на промышленных предприятиях химии и нефтехимии, относятся:

· изменение технологического процесса и режима работы оборудования с целью снижения доли паровой нагрузки предприятия;

· снижение доли конденсата или полный отказ от его использования в производственных процессах. Загрязненный углеводородами конденсат образуется из-за разбавления технологического сырья паром перед подачей в высокотемпературные реакторы (например, в процессах пиролиза, каталитического дегидрирования углеводородов и т.д.) и последующего отделения конденсата от продуктов реакции. В данном случае, необходима специальная очистка образующегося конденсата, после чего становится возможным его использование для питания котлов-утилизаторов, требования к качеству питательной воды в которых менее жесткие, по сравнению с топливоиспользующими агрегатами;

Рис. 4.4. Схема утилизации теплоты конденсата различного давления:
1, 2, 3- потребители пара среднего давления; 4, 5, 6- потребители пара высокого давления; 7- 12, 18 — конденсатосборник; 13- расширительный бачок-сепаратор; 14, 15- теплообменник; 16 – циркуляционный насос; 17- потребитель теплоты низкого потенциала, 19 – конденсатный насос; I – пар среднего давления; II – пар высокого давления; III – конденсат среднего давления;
IV – конденсат высокого давления; V – пар вторичного вскипания;
VI – теплоноситель низкого давления; VII – конденсат, возвращаемый внешнему источнику теплоты

· использование для питания собственных котлов-утилизаторов не конденсата высокого качества, а химически обессоленной воды собственного производ­ства;

· улучшение условий эксплуатации пароконденсатных систем промышленного предприятия – правильная организация систем транспортировки и распределения пара между потребителями, систем сбора и возврата конденсата и т.д.