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(xiāo)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(chǎng)影響力，符合未來(lái)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(guò)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(wú)流量顯示，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況判斷經(jīng)過(guò)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(mén)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(zhuān)業(yè)通知排放時(shí)才開(kāi)啟定排，流量無(wú)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(wú)數(shù)據(jù)。
二、二期除氧器排汽量：
除氧器單臺(tái)除氧門(mén)排汽量為2.5噸/小時(shí)，目前閥門(mén)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(lái)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(lái)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(lái)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(lái)水混合可得11噸/小時(shí)的95℃熱水
加熱自來(lái)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(lái)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(lái)水，需126Kg的供熱蒸汽（參數(shù)為0.3MPa、149℃）。一臺(tái)機(jī)組除氧門(mén)排汽流量約為0.2噸/小時(shí)，除氧門(mén)總流量為1噸/小時(shí)，核算可加熱7.5噸/小時(shí)的自來(lái)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(lái)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(lái)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(lái)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?jī)H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(lái)水，水溫達(dá)到設(shè)定值即停止加熱。商品熱水通過(guò)動(dòng)力設(shè)備輸送至運(yùn)輸水車(chē)，水箱內(nèi)商品熱水供完后，自來(lái)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(zhuān)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(jiǎn)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(guò)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(lái)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(mǎn)足化學(xué)水質(zhì)報(bào)告要求，則使用園區(qū)來(lái)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(lái)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(wú)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(méi)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(zhuān)用熱水車(chē)，送往熱用戶(hù)。
在連排至定排管道處安裝逆止門(mén)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(mén)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(lái)選擇，可按全天50-80%的用水量來(lái)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(méi)式汽水消聲加熱器
材料清單
設(shè)備說(shuō)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(lái)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(rùn)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(mài)出，一年凈利潤(rùn)為268萬(wàn)元。
疏水水質(zhì)不合格時(shí)：自來(lái)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(rùn)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(mài)出，一年凈利潤(rùn)為165萬(wàn)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(rùn)增長(zhǎng)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(kāi)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。
