【摘 要】 随着社会的进步,人类意识的提高,节能和安全历经理念、行为、规范、认同这一长期过程,在不断前进和升华中逐步多数人认同。本文依次从换热站的节能设计和安全运行两个角度出发,剖析换热站内设备节能技术措施,并对针对安全运行角度提出仪表控制要求。
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【关键词】 换热站 优化 安全运行
能源是当今人类面临的重大问题之一,能源开发和转换利用已经成为各国的重要课题。随着我国政策对节能和安全的要求越来越严格,作为能源转换利用的主要设备—换热机组,其节能设计和安全运行更加举足轻重。本文根据多年的设计和管理经验对换热站节能设计和安全运行管理工作等方面提出几点建议。
1 换热站节能设计
换热站节能设计涉及到换热器的选择。
2 设备的选择
2.1 换热器选型
换热器设计选型主要从传热系统、换热效率、阻力以及设备尺寸等因素进行考虑。按换热器结构形式分管壳式换热器、板式换热器、螺旋板式换热器、容积式换热器等。
煤化工项目中换热设备主要是利用蒸汽换热,取得低温热水的汽水换热器。在换热器选型上建议优先选择双纹管换热器。目前在神华集团新建项目中神华甲醇下游加工项目的第一、第二换热站均采用该型设备。
双纹管换热器是一种新型强化传热的节能高效换热设备,它是在螺旋槽管、波节管换热器的基础上根据强化传热机理而研制成功的。双纹管换热器与其他换热器相比有以下优点:
(1)传热系数高。独特的波纹结构,汽-水传热系数范围可达5000~7619W/m2·℃。水-水传热系数范围可达3500~5000W/m2·℃(如表1)。
(2)不宜结垢。被加热水高流速冲刷管壁,管内流速保持1.5~2.5m/s,整体单向冲刷管壁使污垢难以实现。
双纹管具有较强的抗垢性能。外螺纹类似膨胀节,当操作过程中介质温度发生变化时,由于金属的膨胀与收缩,使换热关表面曲率发生变化而使垢片自行脱落,重新露出金属光泽。
(3)水侧阻力小,节省循环动力消耗。内外强化换热的双纹管使被加热从进口水温到出口水温的加热行程变短,且双纹管独特的管型,使二次水在较低的水流速下即可达到强烈的紊流换热效果。双纹管换热器不易结垢,具有自洁功能,管内壁能长期保持洁净效果,仍能维持原有的水流道截面积,因此被加热水的压降小,节省循环泵运行费用。
(4)不易泄露,热应力小,自动补偿温差应力。换热管外部采用单头粗螺纹,且波及内壁,类似许多小膨胀节,可补偿管、壳程受不同温度影响而产生的热应力,提高工作的可靠性。
(5)体积小,耗材低,占地面积小。双纹管换热器单位体积传热面积大(约为光管换热器的1.4倍、螺旋板换热器的1.5倍、波纹管换热器的1.7倍、浮动盘管换热器的3.5倍、和板式换热器相当),总传热系数高,再加上有三种结构形式(卧式、耳式支座立式、腿式支座立式),便于在不同位置安装,因此占地面积大大小于光管换热器、螺旋板换热器、波纹管换热器和浮动盘管换热器,其立式换热器的占地面积小于板式换热器。
2.2 选择高效节能、噪声低的水泵
采用高效节能的产品,性能曲线平滑,运行范围广,保证所选择的泵参数在泵曲线高效区内。业主在请购工作中要对泵的选择提出较高的要求。噪声要求不应该仅仅满足国家标准,而应该高于标准,要高标准,严要求。
2.3 凝结水回收采用闭式凝结水回收装置
以往在设计中选择选择闪蒸罐(凝结水罐)配凝结水泵的方案,凝结水在闪蒸出来的蒸汽往往不能直接利用而被白白排放掉,十分不节能。近几年来,闭式凝结水回收装置已经逐渐被广泛采用。闭式凝结水回收装置有以下特点:
(1)闭式回收冷凝水,使冷凝水二次汽及用热设备疏水器 |