熱電廠連排水的綜合回收利用

宋軍峰，管水強，范小艷

（克拉瑪依石化公司熱電廠，新疆克拉瑪依 834003）

0 引言

隨著新安全生產法、環境保護法的實施，某煉化企業自備熱電廠燃煤鍋爐運行將受到限制。其經營形式變得非常嚴峻。鍋爐連續排污水除擴容器閃蒸蒸汽進入除氧器利用外，排污水未加以利用。目前鍋爐連排水的熱能利用屬于低級利用，僅僅利用了其中一小部分，其余廢水廢汽直接排放，損失了大量高品質冷凝水，同時污染了環境。加強余熱回收是節省能源，緩解能源需求、降低碳排放、保護環境的重要措施。將鍋爐連排水作為冬季供暖的重要補充熱源、水源，回收熱量和冷凝水，提高了循環熱效率，具有推廣意義。

1 鍋爐連排水、供熱系統運行情況

1.1 基本情況

某煉化企業熱電廠共有4臺中壓煤粉鍋爐，容量為4×130 t/h，實際出力480 t/h。根據生產需要冬季運行4臺鍋爐，夏季運行2臺鍋爐。連排擴容器共2臺。1#，2#鍋爐連續排污水回收至1臺連排擴容器，3#，4#鍋爐連續排污水回收至1臺連排擴容器。鍋爐連排水溫度200℃，壓力3.5 MPa。目前鍋爐連排水引入連排擴容器，連排水擴容后的蒸汽進入除氧器汽平衡母管加熱無鹽水，擴容后的連排水全排入地溝。

1.2 目前冬季供暖現狀

該廠地處西北地區，冬季供暖期長，主要依靠廠內換熱站提供廠區冬季采暖用熱。換熱站目前設有2臺汽水換熱器、2臺熱網循環泵及附屬管道。本換熱站設計采用加熱介質為1.0 MPa，305℃過熱蒸汽，將采暖水加熱到（70～100）℃，采暖熱水由兩臺熱網循環泵輸送到熱用戶循環使用，同時加熱溫度由進汽調節閥調整。系統補充水使用工業水、無鹽水、鍋爐疏水等。

換熱站冬季運行時既耗費新蒸汽，又需要不斷補充新水，長期運行經濟型不高。該廠冬季運行時，需要耗費大量新蒸汽用于廠區辦公、生活取暖，1 h約10 t，供汽成本按75元人民幣計算，每年取暖費=8×24×75×30×6（元人民幣）。如果將鍋爐連排水用于生活供暖，可使這部分排放掉的污水產生一定經濟效益，既回收熱量損失也節省了冬季換熱站補水

2 連排水供暖的可行性和優點

2.1 連排水供暖的可行性分析

2.1.1 連排水不經擴容直接引入采暖水系統

鍋爐連排水溫度200℃，壓力3.5 MPa，如果直接引入采暖水系統，壓力過高，原有采暖水系統管線將不能滿足要求，此外采暖水壓力，溫度將不易控制，所以鍋爐連排水直接引入采暖水系統不具有可行性。

2.1.2 連排水經擴容直接引入采暖水系統

鍋爐連排水溫度200℃，壓力3.5 MPa，擴容后降低壓力進入采暖水出水管中，但是連排水在絕熱膨脹時分離為二次蒸汽和廢熱水，二次蒸汽如果直接外排，又造成一定熱量損失，加熱采暖水的效果將不是很理想，所以如果在連排水擴容時將采暖水回水引入擴容設備對其進行混合冷卻，將采暖水回水與連排水充分混合后全部轉換成廢熱水，然后將廢熱水引入采暖水出水管中，這樣可以使熱能得到充分回收再利用。

所以通過專用的連排冷凝擴容設備可以使較高壓力和溫度的連排水轉化成所需的采暖用熱水，這樣就可以回收鍋爐連續排污損失的熱量，提高經濟性。

2.2 連排水供暖的優點

（1）鍋爐連排水是經過嚴格除鹽、除氧處理，比小型鍋爐水質好的多，管道不易生銹、結垢，減少了管道的腐蝕。

（2）充分利用連排水廢熱，提高經濟效益。

（3）對于大多數冬季直接用新蒸汽供暖的電廠，連排水壓力較低，直接進入采暖水系統混合加熱，可明顯減少換熱設備的使用率，減少設備維護成本。

（4）可在不增加費用情況下實現24 h供暖，可任意延長冬季取暖時間，除啟動和停運外，平時不必經常操作。

3 連排水供暖實施方案

通過連排水供暖的可行性分析，連排水經混合冷凝擴容設備后可以直接引入采暖水系統，該廠通過可行性調研分析，最后與內地一家壓力容器設備廠家達成協議，委托制造了一臺連排冷凝水罐，以此達到節能降耗的目的。

夏季運行時，鍋爐連排續排污進入1#，2#連排擴容器，回收蒸汽，加熱除氧水。冬季運行時，換熱站水暖系統投入后，鍋爐來連排水直接進入新裝混合加熱器，經噴射裝置形成負壓，將灌頂進入的水暖回水吸入，其混合物經擴壓段擴壓后進入冷凝水罐，再進入水暖的出口母管。連排水經過穩壓器釋放出的蒸汽罐頂接口，加熱進入混合加熱器的水暖水。進入混合加熱器水暖水可通過壓力調節閥控制流量，當水暖回水母管超壓或鍋爐排污水過量時，加裝了放水裝置，可操作放水調節閥放水排至水塔渠道，作為循環水補水。

JF-HU混合加熱器技術參數：耐壓實驗壓力2 MPa，最高工作壓力1.2 MPa，設計壓力1.6 MPa，設備重量1877 kg，介質是水和蒸汽。

冷凝水罐技術參數：工作溫度160℃，設計溫度170℃，工作壓力1.2 MPa，設計壓力1.6 MPa，安全閥開啟壓力1.32 MPa，介質是水和蒸汽，全容積2.66m3，焊接接頭系數0.85，腐蝕裕度1 mm，主要受壓元件材料16MnR。

連排水擴容后工作壓力為1.2 MPa，大于采暖水出口壓力，工藝條件符合要求。

4 連排水供暖的經濟性分析（表1）

表1 連排水供暖的經濟性分析

本工程設計工況：鍋爐連排污率3%計算，4臺鍋爐排水流量14 t/h，連排水溫度200℃，換熱站加熱蒸汽溫度320℃。經濟效益計算依據：低壓加熱蒸汽成本75元人民幣/t，新水成本1.7元人民幣/t。

5 結論

（1）冬季采暖期年節省新水補水量4.3萬t。

（2）冬季采暖期連排水的回收利用，可節省冬季換熱器用新蒸汽2.95萬t，節省費用221.4萬元人民幣。

（3）冬季采暖期換熱站放水全部排入水塔，可節省水塔補水5.04 萬 t。

結合克石化公司熱電廠鍋爐連排水改造實際情況，通過將鍋爐連排水作為換熱站采暖加熱、補水對外供熱，回收熱量和冷凝水，提出來鍋爐連排水利用新方法新思路，從運行效果來看，運行安全可靠，經濟效益明顯，值得推廣。