医院蒸汽换热系统节能节水问题探讨

冯喆

摘 要 本文对医院蒸汽换热系统节能节水问题进行了全面分析，初步探讨了解决问题的技术方法和方案。

关键词 蒸汽疏水;疏水阀泵;背压疏水;加压疏水;汽水分离

引言

目前，医院因供热的特殊性，大部分医院都设置有自备锅炉和采暖空调生活热水系统。为建设资源节约型和环境友好型医院，现代化医院供熱锅炉已进行了能源替代，以天然气为代表的新能源锅炉取代了传统的燃煤锅炉，并完善了其供热系统。锅炉房类型基本上以单热媒蒸汽锅炉房和双热媒蒸汽=热水锅炉房为主，其供热系统也分为蒸汽供热系统和蒸汽-热水供热系统。在医院能源消耗构成中，采暖空调和生活热水供应的耗能量占有较大比例，天然气约占40%～50%，耗水量约占30%～40%。在其汽-水热交换系统中，蒸汽凝水回收利用是一项重要的节能节水措施。根据蒸汽疏水阀的技术条件和使用状况，通常汽-水热交换设备排出的蒸汽凝水所含的热量约占蒸汽本身热量的15%～30% ，正确选用和使用蒸汽疏水阀就可以减少蒸汽疏水热损失节约蒸汽，同时回收利用这一部分热量，则可以节能降耗、提高蒸汽供热系统热效率。另一方面，蒸汽凝水基本上可认同为蒸馏水，水质较好，回收至锅炉房进入锅炉给水系统加以利用，可节约水资源和水处理费用，同时可明显改善锅炉炉水品质，降低锅炉排污率和排污热损失。再则，蒸汽凝水回收应用系统避免了蒸汽系统凝水直接排放，可显著地改善生产经营运行环境热污染。因此，医院蒸汽换热凝水节能节水问题应引起充分的重视。在其他行业，蒸汽凝水回收及应用，事关安全效益经济效益和环境效益，在蒸汽供热系统中已得到普遍的重视，并付诸实施，从而取得了良好的效果。

下面就医院常用的采暖、空调和生活热水的汽水热交换装置蒸汽凝水系统的节能节水问题进行分析和技术探讨。

1存在的问题

目前，医院采暖空调和生活热水换热站的蒸汽凝水因各种原因，大部分都没有很好地回收利用，造成蒸汽系统热能利用效率低、压力波动大水击严重导致安全性能差、蒸汽疏水漏汽率高，造成热污染严重。存在的问题主要有：①选用的蒸气疏水阀技术性能差，质量差，泄漏率高，不具备正常疏水功能，更不具备远距离输送功能。②汽-水热交换系统不具备自控功能，热负荷不稳定，疏水阀水击现象严重，造成水击破坏，无法正常使用。③换热器低负荷运行，蒸汽失流现象严重，疏水阀无法背压疏水，换热器积水，造成系统不能工作。④蒸汽凝水直接输送至汽水换热机组补水箱，开式回收，闪蒸热损失严重，容积式回收过程散热损失大，蒸汽疏水热能利用不足1/3，蒸汽疏水回收率低，同时，造成环境热污染和水质污染。

再则，蒸汽系统凝水排量大热水系统补水量小，蒸汽凝水少量回收到补水箱（池）大量直接排放的现象也极为普遍[1]。

因此，医院采暖空调和生活热水换热站的蒸汽凝水回收应用，对于节能节水和环境治理具有重要意义。

2解决问题的技术方法

2.1 医院汽-水热交换站的设置运行特点

现代综合医院集中式大型公用建筑较多，门诊治疗、病房、康复、保健、科研分工明细，其公用建筑均区块化布置。鉴于蒸汽可长距离供热、工质可循环重复利用的特点，大型医院一般采用自备蒸汽锅炉集中设置而汽-水换热站分散布置的蒸汽供热系统。

医院公用建筑适宜度要求较高，采暖空调和热水供应汽-水热交换站设计储备系数较大，受季节气候温度变化影响，热负荷变化大造成系统压力不稳定频繁发生。大部分医院的采暖空调系统并不具备随季节气候变化温度补偿的质调节和质-量调节的技术手段，更加剧了系统压力波动和压力冲击的严重性。

汽-水换热站热负荷较低或蒸汽压力较低时，换热器易产生积水、水击和压力震荡（此状况称换热器失流现象），影响换热效率和供热质量及换热器使用寿命。

2.2 医院汽水热交换站蒸汽凝水回收应用系统

医院汽水热交换站蒸汽凝水回收应用系统，由换热器多功能疏水装置（亦称前置疏水输送装置）、输送管道、末端汽水分流尾汽冷凝吸收器和锅炉给水系统（或采暖空调补水系统）组成。其系统流程图见下图：

汽水流程：汽水换热器蒸汽凝水由前置疏水输送装置（多功能疏水阀泵组合装置），通过输送管道输送至末端汽水分流尾汽冷凝吸收器处理，处理后的蒸汽凝水和热能直接进入锅炉给水系统或采暖空调补水系统。

（1）前置疏水输送装置

①技术要求

根据医院汽-水热交换站的设置运行特点，其蒸汽凝水疏水输送装置应具备以下要求：

a.热负荷适应能力强，能适合季节气候温度变化，及时调整疏水能力。

b.耐水击性能好。

c.疏水阀背压度高，并具备压力疏水功能。

d.应能有效防止换热器失流现象发生。

e.可远距离输送蒸汽疏水。

②TLV多功能疏水阀技术简介

TLV多功能疏水阀结构见下图：

1.泵体2.泵盖3.垫圈4.浮球5.弹压机构6.进汽（气）阀装置/排汽（气）阀装置7.内置出口止回阀8.排汽（气）阀组件9.内置进口止回阀

TLV多功能疏水阀为疏水阀和疏水自动泵的结合体，它可以根据热负荷变化和供气压力的变化，根据阀体内液位高低由浮球浮力带动弹压装置切换排气阀和进汽阀的开与关，实现背压疏水或加压疏水，具有较高的负荷与压力适应能力，可有效防止换热器失流现象发生;特殊的非节流疏水阀结构，使其具有较高的疏水背压，适合远距离输送蒸汽疏水的场合;进水进汽通道的特殊设计和特制浮球的使用，使之耐水击性能较好。

③前置疏水输送装置设置

医院汽水热交换站蒸汽凝水回收应用系统的前置疏水输送装置选用TLV蒸汽疏水阀组合装置。

TLV蒸汽疏水阀组合装置设置安装见下图：

换热器低位安装，TLV蒸汽疏水阀组合装置设置图

换热器高位安装，TLV蒸汽疏水阀组合装置设置图

（2）蒸汽凝水末端装置

为提高蒸汽系统热能利用效率和供热经济性，应因地制宜把汽-水热交换系统蒸汽疏水回收至热水系统补水箱或回收至锅炉房软水箱，充分利用其热能和蒸汽凝水。蒸汽疏水直接通过管道输送进入水箱，将出现汽水闪蒸现象造成热量损失和热污染，并难以保证水质标准。为此，蒸汽凝水回收应用系统应设置蒸汽凝水末端装置，以杜绝所述现象，充分回收利用蒸汽凝水及热能。

蒸汽凝水末端装置的汽水分流尾汽冷凝吸收器由蓄热容器、汽水分离器、浮球滑阀液位自控装置和尾汽冷凝吸收盘管组成。其功能为接受蒸汽凝水并进行汽水分离和汽水分流及潜热显热定向流动，分离水经浮球滑阀液位自控下行直接进入软水箱（或采暖空调系统补水箱），分离出的二次蒸汽上行进入冷凝吸收盘管，来自给水泵（或补水泵）出口再循环管的软水进入尾汽冷凝吸收器摄取其热量进入软水箱（或补水箱），实现蒸汽凝水二次蒸汽的回收和热能利用。

蒸汽凝水末端装置由末端汽水分流尾汽冷凝吸收器、锅炉房软水箱（或采暖空调系统补水箱）和给水泵（或补水泵）组成。见下图：

3结束语

TLV蒸汽疏水阀组合装置作为蒸汽凝水回收应用的关键装置，已在工业企业、商业领域和公共建筑蒸汽系统得到广泛应用，取得了良好的经济效益、环境效益和社会效益。本文提供的医院汽水热交换系统蒸汽凝水回收应用技术，增加了末端汽水分流尾汽冷凝吸收装置，系统更加可靠，技术更加先进。此技术用于医院汽水热交换系统蒸汽凝水回收应用技术可行，付诸实施，将取得良好的技术经济效果，对于医院建设资源型环境友好型和人性化管理的现代综合医院也将做出积极的贡献。

参考文献

[1] 李书兵，庹保华，乔长虎，等.饱和蒸汽与过热蒸汽的性质及应用[J].燃料与化工，2018，49（1）：59-61.