热电厂连排水的综合回收利用

宋军峰，管水强，范小艳

（克拉玛依石化公司热电厂，新疆克拉玛依 834003）

0 引言

随着新安全生产法、环境保护法的实施，某炼化企业自备热电厂燃煤锅炉运行将受到限制。其经营形式变得非常严峻。锅炉连续排污水除扩容器闪蒸蒸汽进入除氧器利用外，排污水未加以利用。目前锅炉连排水的热能利用属于低级利用，仅仅利用了其中一小部分，其余废水废汽直接排放，损失了大量高品质冷凝水，同时污染了环境。加强余热回收是节省能源，缓解能源需求、降低碳排放、保护环境的重要措施。将锅炉连排水作为冬季供暖的重要补充热源、水源，回收热量和冷凝水，提高了循环热效率，具有推广意义。

1 锅炉连排水、供热系统运行情况

1.1 基本情况

某炼化企业热电厂共有4台中压煤粉锅炉，容量为4×130 t/h，实际出力480 t/h。根据生产需要冬季运行4台锅炉，夏季运行2台锅炉。连排扩容器共2台。1#，2#锅炉连续排污水回收至1台连排扩容器，3#，4#锅炉连续排污水回收至1台连排扩容器。锅炉连排水温度200℃，压力3.5 MPa。目前锅炉连排水引入连排扩容器，连排水扩容后的蒸汽进入除氧器汽平衡母管加热无盐水，扩容后的连排水全排入地沟。

1.2 目前冬季供暖现状

该厂地处西北地区，冬季供暖期长，主要依靠厂内换热站提供厂区冬季采暖用热。换热站目前设有2台汽水换热器、2台热网循环泵及附属管道。本换热站设计采用加热介质为1.0 MPa，305℃过热蒸汽，将采暖水加热到（70～100）℃，采暖热水由两台热网循环泵输送到热用户循环使用，同时加热温度由进汽调节阀调整。系统补充水使用工业水、无盐水、锅炉疏水等。

换热站冬季运行时既耗费新蒸汽，又需要不断补充新水，长期运行经济型不高。该厂冬季运行时，需要耗费大量新蒸汽用于厂区办公、生活取暖，1 h约10 t，供汽成本按75元人民币计算，每年取暖费=8×24×75×30×6（元人民币）。如果将锅炉连排水用于生活供暖，可使这部分排放掉的污水产生一定经济效益，既回收热量损失也节省了冬季换热站补水

2 连排水供暖的可行性和优点

2.1 连排水供暖的可行性分析

2.1.1 连排水不经扩容直接引入采暖水系统

锅炉连排水温度200℃，压力3.5 MPa，如果直接引入采暖水系统，压力过高，原有采暖水系统管线将不能满足要求，此外采暖水压力，温度将不易控制，所以锅炉连排水直接引入采暖水系统不具有可行性。

2.1.2 连排水经扩容直接引入采暖水系统

锅炉连排水温度200℃，压力3.5 MPa，扩容后降低压力进入采暖水出水管中，但是连排水在绝热膨胀时分离为二次蒸汽和废热水，二次蒸汽如果直接外排，又造成一定热量损失，加热采暖水的效果将不是很理想，所以如果在连排水扩容时将采暖水回水引入扩容设备对其进行混合冷却，将采暖水回水与连排水充分混合后全部转换成废热水，然后将废热水引入采暖水出水管中，这样可以使热能得到充分回收再利用。

所以通过专用的连排冷凝扩容设备可以使较高压力和温度的连排水转化成所需的采暖用热水，这样就可以回收锅炉连续排污损失的热量，提高经济性。

2.2 连排水供暖的优点

（1）锅炉连排水是经过严格除盐、除氧处理，比小型锅炉水质好的多，管道不易生锈、结垢，减少了管道的腐蚀。

（2）充分利用连排水废热，提高经济效益。

（3）对于大多数冬季直接用新蒸汽供暖的电厂，连排水压力较低，直接进入采暖水系统混合加热，可明显减少换热设备的使用率，减少设备维护成本。

（4）可在不增加费用情况下实现24 h供暖，可任意延长冬季取暖时间，除启动和停运外，平时不必经常操作。

3 连排水供暖实施方案

通过连排水供暖的可行性分析，连排水经混合冷凝扩容设备后可以直接引入采暖水系统，该厂通过可行性调研分析，最后与内地一家压力容器设备厂家达成协议，委托制造了一台连排冷凝水罐，以此达到节能降耗的目的。

夏季运行时，锅炉连排续排污进入1#，2#连排扩容器，回收蒸汽，加热除氧水。冬季运行时，换热站水暖系统投入后，锅炉来连排水直接进入新装混合加热器，经喷射装置形成负压，将灌顶进入的水暖回水吸入，其混合物经扩压段扩压后进入冷凝水罐，再进入水暖的出口母管。连排水经过稳压器释放出的蒸汽罐顶接口，加热进入混合加热器的水暖水。进入混合加热器水暖水可通过压力调节阀控制流量，当水暖回水母管超压或锅炉排污水过量时，加装了放水装置，可操作放水调节阀放水排至水塔渠道，作为循环水补水。

JF-HU混合加热器技术参数：耐压实验压力2 MPa，最高工作压力1.2 MPa，设计压力1.6 MPa，设备重量1877 kg，介质是水和蒸汽。

冷凝水罐技术参数：工作温度160℃，设计温度170℃，工作压力1.2 MPa，设计压力1.6 MPa，安全阀开启压力1.32 MPa，介质是水和蒸汽，全容积2.66m3，焊接接头系数0.85，腐蚀裕度1 mm，主要受压元件材料16MnR。

连排水扩容后工作压力为1.2 MPa，大于采暖水出口压力，工艺条件符合要求。

4 连排水供暖的经济性分析（表1）

表1 连排水供暖的经济性分析

本工程设计工况：锅炉连排污率3%计算，4台锅炉排水流量14 t/h，连排水温度200℃，换热站加热蒸汽温度320℃。经济效益计算依据：低压加热蒸汽成本75元人民币/t，新水成本1.7元人民币/t。

5 结论

（1）冬季采暖期年节省新水补水量4.3万t。

（2）冬季采暖期连排水的回收利用，可节省冬季换热器用新蒸汽2.95万t，节省费用221.4万元人民币。

（3）冬季采暖期换热站放水全部排入水塔，可节省水塔补水5.04 万 t。

结合克石化公司热电厂锅炉连排水改造实际情况，通过将锅炉连排水作为换热站采暖加热、补水对外供热，回收热量和冷凝水，提出来锅炉连排水利用新方法新思路，从运行效果来看，运行安全可靠，经济效益明显，值得推广。