Събиране и връщане на конденза в котела
Когато топлината се пренася към производствения процес с помощта на топлообменник, парата освобождава латентна топлина (топлина на кондензация) и кондензира, за да образува гореща вода. Тази вода се губи или (както е обичайната практика) се събира и връща в котела. Повторното използване на кондензат има четири цели:
• използване на топлинна енергия, съдържаща се в горещ кондензат;
• намаляване на разходите за получаване на сурова подхранваща вода;
• намаляване на разходите за пречистване на сурова вода;
• намаляване на разходите, свързани с изхвърлянето на отпадъчни води (където е приложимо).
Кондензатът се събира при атмосферно или отрицателно налягане. В този случай източникът на кондензат може да бъде пара с много по-високо налягане.
Когато налягането падне до атмосферното, част от кондензата може спонтанно да се изпари отново, образувайки пара. Последните също могат да бъдат събрани и използвани повторно (вж
Връщането на конденза също води до намаляване на потреблението на химикали за пречистване на водата. Намаляват се и обемите консумирана и изпускана вода.
Въздействие върху различни компоненти на околната среда
Не са предоставени данни.
В случай на отрицателно налягане е необходимо обезвъздушаване на кондензата.
Този метод не е приложим в случаите, когато събраният кондензат е замърсен или когато събирането на кондензат не е възможно поради факта, че в процеса се използва самата пара.
Връщането на кондензат има значителни предимства и трябва да се има предвид във всички ситуации, в които е приложимо по принцип (вижте Приложимост по-горе), освен ако количеството потенциално възстановен кондензат е ниско (напр. когато в процеса се изразходва пара).
Не са предоставени данни.
Използва се почти навсякъде.
[29, Maes, 2005], [16, CIPEC, 2002]
3.2.14. Използване на самоизпаряване
Самоизпаряването възниква, когато кондензатът с високо налягане навлезе в зона с ниско налягане.
Възстановяването на енергията от самоизпаряване може да се постигне чрез топлообмен с захранващата вода на котела. Ако се използва разширителен съд за намаляване на налягането на водата при продухване на котела, също се получава пара с ниско налягане. Тази пара не съдържа разтворени соли и нейната енергия е значителна част от топлинната енергия на продухваната вода. Следователно парата може да бъде изпратена директно към деаератора, където се смесва със суровата вода за допълване.
Трябва обаче да се има предвид, че парата заема много по-голям обем от кондензата. Разположението на връщащите тръби трябва да може да приема пара без значително повишаване на налягането в системата. В противен случай, полученото противоналягане може да попречи на работата на парни уловители и други устройства преди паропровода.
В рамките на котелното помещение парата, както и кондензатът, могат да се използват за загряване на захранващата вода в деаератора. Друг вариант е да се използва парна енергия за предварително загряване на въздуха за горене.
Извън котелното помещение парата може да се използва за нагряване на различни компоненти до температури под 100°C. Има системи, които използват пара при 1 bar (m) налягане и парата може да бъде насочена към тези системи. Парата може да се използва и за други цели, по-специално за предварително загряване на въздуха в различни технологични процеси.
Като правило се спазват изискванията на технологичните процеси за пара с ниско наляганепарно дроселиране с високо налягане. Въпреки това, някои от тези нужди могат да бъдат посрещнати на ниска цена чрез изпаряване на кондензата под високо налягане. Изпарението е особено атрактивен вариант, когато не е икономически изгодно да се върне кондензат под високо налягане в котела.
Зависи от конкретни условия.
В кондензата
кондензирана енергия и
при налягане на котела, %
двойка, съдържаща се в
Забележка: В много случаи захранващата вода, използвана от инсталацията, има средна годишна температура около 15°C. Стойностите, дадени в таблицата, са получени при предположението, че прясната вода, консумирана от растението, е с температура 15°C (енталпия - 63 kJ/kg)
Таблица 3.16: Процент от общата енергия, която се дължи на кондензат при атмосферно налягане и изпарение
Въздействие върху различни компоненти на околната среда
Изборът на оптималния вариант зависи от икономическата ефективност на разходите за инсталиране на необходимите тръбопроводи и друго оборудване (вижте раздел 1.1.6).
Повторното използване на пара е възможно в много случаи. По-специално, може да се използва за отопление под 100°C; възможни са и други варианти.
Събиране на пара в кондензната линия. По време на работа на инсталацията могат да се добавят допълнителни компоненти към съществуващите тръбопроводи и кондензните линии може да не са достатъчно големи, за да приемат целия обратен кондензат. В повечето случаи върнатият кондензат е при атмосферно налягане, което означава, че значителна част от тръбопровода е пълна с пари. Ако количеството върнат кондензат се увеличи, налягането в тръбите може да се повиши над 1 bar (m). Това може да доведе до
проблеми нагоре по течението, нарушават работата на уловители и други устройства и др.
Парите могат да се изхвърлят в специален резервоар, монтиран на подходящо място в кондензната линия. Мигновената пара може след това да се използва за локално предварително нагряване или нагряване до температури под 100°C. В същото време това ще позволи налягането в кондензатопровода да се върне към проектните стойности, като се избегне необходимостта от модернизация на кондензатопровода.
Когато преглеждате съществуваща система, една опция, която си струва да се обмисли, е връщането на кондензат под намалено налягане. Това ще доведе до образуването на повече светкавица; температурата ще падне под 100°C.
При използване на пара например за нагряване до температури под 100°C е възможно действителното налягане в намотката на топлообменника, след като парата е отдала част от енергията, да спадне до ниво под 1 бар. Това може да доведе до засмукване на кондензат в бобината и наводняване на последната. Тази ситуация може да бъде избегната чрез организиране на връщане на кондензат при понижено налягане. В този случай се образува повече пара, към която се предава повече енергия от кондензата. В такава ситуация компонентите, които използват енергията на парата, могат да бъдат обединени в отделна мрежа. Това обаче ще изисква инсталирането на допълнителни помпи за поддържане на ниско налягане и отстраняване на въздуха, засмукан в тръбите, от атмосферата.
Този метод е приложим в условия, когато предприятието разполага с парна мрежа с налягане, по-ниско от налягането, при което се произвежда парата в котела. В допълнение, изпарението на водата за продухване на котела може да бъде по-ефективно по отношение на ексергията, отколкото просто възстановяване на топлината от водата за продухване с топлообменник.
Теоретично, мигновена пара може да се използва вместо пара, произведена в котел във всяка ситуация, когато има нужда от топлинна енергия при ниски температури. В производството има редица възможни приложения, които заслужават внимателно проучване, въпреки че практическото прилагане на тези възможности може да бъде трудно. По-специално, изпаряването се използва широко в нефтохимическата промишленост.
Вижте примери в приложение 7.10.1.
• Наличие на приложения с пара с ниско налягане.
Не са предоставени данни.
[29, Maes, 2005, 123, US_DOE]
3.2.15. Възстановяване на енергията на продухваща вода от котела
Енергията на продухващата вода на котела може да се използва за предварително загряване на захранващата вода с помощта на топлообменник. Разглеждането на възможността за използване на топлината на продухващата вода е разумно за всеки котел, където количеството на непрекъснатото продухване надвишава 4% от масовия дебит на произведената пара. С котлите с високо налягане се постигат значителни икономии на енергия.
Алтернативен вариант за оползотворяване на енергията на продухваната вода е изпаряването на последната при средно или ниско налягане (виж раздел 3.2.14).