Системы сбора и возврата конденсата

Использование греющего пара в процессах передачи теплоты, реализуемых в элементах оборудования поверхностного типа технологических и энергетических систем, приводит к образованию парового конденсата высоких параметров. Давление, температура и расход греющего пара, поступающего в рабочее пространство теплоиспользующего аппарата, поддерживаются в жестко ограниченных пределах, диктуемых технологическим регламентом для конкретного типа оборудования. Вследствие этого параметры греющего пара и конденсата, отводимого от разнотипных элементов оборудования, могут колебаться в широком диапазоне, что должно учитываться при организации систем сбора и возврата конденсата, а также при выборе утилизационных мероприятий, направленных на повышение энергетической эффективности потребления тепловой энергии. Невнимание к этим проблемам приводит к росту необоснованных потерь высококачественного теплоносителя и удельных энергозатрат на выпуск промышленной продукции.

К числу основных факторов, влияющих на экономические показатели возвращения конденсата источнику пароснабжения, относятся:

объем образующегося конденсата;

давление и температура возвращаемого конденсата;

степень загрязнения конденсата маслом и другими примесями;

требования к качеству питательной воды источника пароснабжения;

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

соотношение цен потребляемого топлива, тепловой и электрической энергии;

число часов работы потребителей пара в течение года.

Анализ процессов пароконденсатных систем в промышленности показывает, что крупным потребителям пара возвращение конденсата источнику пароснабжения экономически целесообразно. Невозвращение конденсата допускается только на небольшие производства с незначительной долей пара в структуре потребления энергопотребителей, нерегулярным выходом конденсата или высокой степенью его загрязнения.

Промышленный пар давлением 1-1,6 МПа поступает в общезаводскую систему распределяющих паропроводов, а на стадиях потребления обычно требуется пар давлением 0,4-0,6 МПа. При передаче теплоты в теплообменном оборудовании происходит конденсация водяного пара. Кроме того, конденсат высокого давления может образовываться в системах водяного охлаждения технологических аппаратов и конструктивных элементов, охлаждающей средой в которых является химически очищенная или умягченная вода. В результате параметры образующегося конденсата могут изменяться в диапазоне температур 100-180 °С и давлений 0,1-1,6 МПа, что необходимо учитывать при организации систем сбора и возврата конденсата.

Уменьшение доли возвращенного внутризаводским источникам конденсата и снижение его температуры относительно регламентируемого уровня приводят к пропорциональному росту расхода теплоты на технологические нужды химводоочистки, нагрев питательной воды, процессы деаэрации и продувку паровых котлов. Кроме того, возрастают капитальные и эксплуатационные затраты на пароконденсатное хозяйство и содержание оборудования завышенной производительности.

Таким образом, технико-экономические показатели эффективности эксплуатации систем теплоснабжения промышленных предприятий, характеризующихся высокой долей пара промышленных параметров в общей структуре теплопотребления, непосредственно зависят от организации систем сбора и возврата парового конденсата. Особую значимость этот фактор имеет для промышленных объектов, имеющих собственные источники теплоты (ТЭЦ или котельные), поскольку каждый процент невозврата конденсата приводит к возрастанию тепловых затрат на собственные нужды в 2-, 3-кратном размере. Соответственно снижается тепловой КПД энергетической установки.

В настоящее время выделяются две разновидности систем сбора конденсата - открытого и закрытого типов. Они классифицируются по условиям эксплуатации баков-конденсатосборников:

в системах открытого типа бак сообщается с атмосферой, поэтому давление, поддерживаемое в нем, равно атмосферному;

в системах закрытого типа бак и все элементы системы изолированы от сообщения с окружающей средой и находятся под небольшим избыточным давлением 0,005-0,02 МПа.

По способу организации системы сбора конденсата открытого и закрытого типов подразделяются на самотечные, напорные и смешанные.

В самотечных системах транспорт конденсата производится за счет разности высот расположения источника конденсата и конденсатосборника.

Напорные системы работают за счет перепада давлений, поддерживаемого в конденсатопроводе и создаваемого перекачивающими конденсатными насосами, включаемыми в схему.

В смешанных системах объединяются несколько участков. Одни из них работают по открытой схеме, другие - по закрытой.