醫(yī)院蒸汽換熱系統(tǒng)節(jié)能節(jié)水問題探討

馮喆

摘 要 本文對醫(yī)院蒸汽換熱系統(tǒng)節(jié)能節(jié)水問題進(jìn)行了全面分析，初步探討了解決問題的技術(shù)方法和方案。

關(guān)鍵詞 蒸汽疏水;疏水閥泵;背壓疏水;加壓疏水;汽水分離

引言

目前，醫(yī)院因供熱的特殊性，大部分醫(yī)院都設(shè)置有自備鍋爐和采暖空調(diào)生活熱水系統(tǒng)。為建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型醫(yī)院，現(xiàn)代化醫(yī)院供熱鍋爐已進(jìn)行了能源替代，以天然氣為代表的新能源鍋爐取代了傳統(tǒng)的燃煤鍋爐，并完善了其供熱系統(tǒng)。鍋爐房類型基本上以單熱媒蒸汽鍋爐房和雙熱媒蒸汽=熱水鍋爐房為主，其供熱系統(tǒng)也分為蒸汽供熱系統(tǒng)和蒸汽-熱水供熱系統(tǒng)。在醫(yī)院能源消耗構(gòu)成中，采暖空調(diào)和生活熱水供應(yīng)的耗能量占有較大比例，天然氣約占40%～50%，耗水量約占30%～40%。在其汽-水熱交換系統(tǒng)中，蒸汽凝水回收利用是一項(xiàng)重要的節(jié)能節(jié)水措施。根據(jù)蒸汽疏水閥的技術(shù)條件和使用狀況，通常汽-水熱交換設(shè)備排出的蒸汽凝水所含的熱量約占蒸汽本身熱量的15%～30% ，正確選用和使用蒸汽疏水閥就可以減少蒸汽疏水熱損失節(jié)約蒸汽，同時(shí)回收利用這一部分熱量，則可以節(jié)能降耗、提高蒸汽供熱系統(tǒng)熱效率。另一方面，蒸汽凝水基本上可認(rèn)同為蒸餾水，水質(zhì)較好，回收至鍋爐房進(jìn)入鍋爐給水系統(tǒng)加以利用，可節(jié)約水資源和水處理費(fèi)用，同時(shí)可明顯改善鍋爐爐水品質(zhì)，降低鍋爐排污率和排污熱損失。再則，蒸汽凝水回收應(yīng)用系統(tǒng)避免了蒸汽系統(tǒng)凝水直接排放，可顯著地改善生產(chǎn)經(jīng)營運(yùn)行環(huán)境熱污染。因此，醫(yī)院蒸汽換熱凝水節(jié)能節(jié)水問題應(yīng)引起充分的重視。在其他行業(yè)，蒸汽凝水回收及應(yīng)用，事關(guān)安全效益經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，在蒸汽供熱系統(tǒng)中已得到普遍的重視，并付諸實(shí)施，從而取得了良好的效果。

下面就醫(yī)院常用的采暖、空調(diào)和生活熱水的汽水熱交換裝置蒸汽凝水系統(tǒng)的節(jié)能節(jié)水問題進(jìn)行分析和技術(shù)探討。

1存在的問題

目前，醫(yī)院采暖空調(diào)和生活熱水換熱站的蒸汽凝水因各種原因，大部分都沒有很好地回收利用，造成蒸汽系統(tǒng)熱能利用效率低、壓力波動大水擊嚴(yán)重導(dǎo)致安全性能差、蒸汽疏水漏汽率高，造成熱污染嚴(yán)重。存在的問題主要有：①選用的蒸氣疏水閥技術(shù)性能差，質(zhì)量差，泄漏率高，不具備正常疏水功能，更不具備遠(yuǎn)距離輸送功能。②汽-水熱交換系統(tǒng)不具備自控功能，熱負(fù)荷不穩(wěn)定，疏水閥水擊現(xiàn)象嚴(yán)重，造成水擊破壞，無法正常使用。③換熱器低負(fù)荷運(yùn)行，蒸汽失流現(xiàn)象嚴(yán)重，疏水閥無法背壓疏水，換熱器積水，造成系統(tǒng)不能工作。④蒸汽凝水直接輸送至汽水換熱機(jī)組補(bǔ)水箱，開式回收，閃蒸熱損失嚴(yán)重，容積式回收過程散熱損失大，蒸汽疏水熱能利用不足1/3，蒸汽疏水回收率低，同時(shí)，造成環(huán)境熱污染和水質(zhì)污染。

再則，蒸汽系統(tǒng)凝水排量大熱水系統(tǒng)補(bǔ)水量小，蒸汽凝水少量回收到補(bǔ)水箱（池）大量直接排放的現(xiàn)象也極為普遍[1]。

因此，醫(yī)院采暖空調(diào)和生活熱水換熱站的蒸汽凝水回收應(yīng)用，對于節(jié)能節(jié)水和環(huán)境治理具有重要意義。

2解決問題的技術(shù)方法

2.1 醫(yī)院汽-水熱交換站的設(shè)置運(yùn)行特點(diǎn)

現(xiàn)代綜合醫(yī)院集中式大型公用建筑較多，門診治療、病房、康復(fù)、保健、科研分工明細(xì)，其公用建筑均區(qū)塊化布置。鑒于蒸汽可長距離供熱、工質(zhì)可循環(huán)重復(fù)利用的特點(diǎn)，大型醫(yī)院一般采用自備蒸汽鍋爐集中設(shè)置而汽-水換熱站分散布置的蒸汽供熱系統(tǒng)。

醫(yī)院公用建筑適宜度要求較高，采暖空調(diào)和熱水供應(yīng)汽-水熱交換站設(shè)計(jì)儲備系數(shù)較大，受季節(jié)氣候溫度變化影響，熱負(fù)荷變化大造成系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定頻繁發(fā)生。大部分醫(yī)院的采暖空調(diào)系統(tǒng)并不具備隨季節(jié)氣候變化溫度補(bǔ)償?shù)馁|(zhì)調(diào)節(jié)和質(zhì)-量調(diào)節(jié)的技術(shù)手段，更加劇了系統(tǒng)壓力波動和壓力沖擊的嚴(yán)重性。

汽-水換熱站熱負(fù)荷較低或蒸汽壓力較低時(shí)，換熱器易產(chǎn)生積水、水擊和壓力震蕩（此狀況稱換熱器失流現(xiàn)象），影響換熱效率和供熱質(zhì)量及換熱器使用壽命。

2.2 醫(yī)院汽水熱交換站蒸汽凝水回收應(yīng)用系統(tǒng)

醫(yī)院汽水熱交換站蒸汽凝水回收應(yīng)用系統(tǒng)，由換熱器多功能疏水裝置（亦稱前置疏水輸送裝置）、輸送管道、末端汽水分流尾汽冷凝吸收器和鍋爐給水系統(tǒng)（或采暖空調(diào)補(bǔ)水系統(tǒng)）組成。其系統(tǒng)流程圖見下圖：

汽水流程：汽水換熱器蒸汽凝水由前置疏水輸送裝置（多功能疏水閥泵組合裝置），通過輸送管道輸送至末端汽水分流尾汽冷凝吸收器處理，處理后的蒸汽凝水和熱能直接進(jìn)入鍋爐給水系統(tǒng)或采暖空調(diào)補(bǔ)水系統(tǒng)。

（1）前置疏水輸送裝置

①技術(shù)要求

根據(jù)醫(yī)院汽-水熱交換站的設(shè)置運(yùn)行特點(diǎn)，其蒸汽凝水疏水輸送裝置應(yīng)具備以下要求：

a.熱負(fù)荷適應(yīng)能力強(qiáng)，能適合季節(jié)氣候溫度變化，及時(shí)調(diào)整疏水能力。

b.耐水擊性能好。

c.疏水閥背壓度高，并具備壓力疏水功能。

d.應(yīng)能有效防止換熱器失流現(xiàn)象發(fā)生。

e.可遠(yuǎn)距離輸送蒸汽疏水。

②TLV多功能疏水閥技術(shù)簡介

TLV多功能疏水閥結(jié)構(gòu)見下圖：

1.泵體2.泵蓋3.墊圈4.浮球5.彈壓機(jī)構(gòu)6.進(jìn)汽（氣）閥裝置/排汽（氣）閥裝置7.內(nèi)置出口止回閥8.排汽（氣）閥組件9.內(nèi)置進(jìn)口止回閥

TLV多功能疏水閥為疏水閥和疏水自動泵的結(jié)合體，它可以根據(jù)熱負(fù)荷變化和供氣壓力的變化，根據(jù)閥體內(nèi)液位高低由浮球浮力帶動彈壓裝置切換排氣閥和進(jìn)汽閥的開與關(guān)，實(shí)現(xiàn)背壓疏水或加壓疏水，具有較高的負(fù)荷與壓力適應(yīng)能力，可有效防止換熱器失流現(xiàn)象發(fā)生;特殊的非節(jié)流疏水閥結(jié)構(gòu)，使其具有較高的疏水背壓，適合遠(yuǎn)距離輸送蒸汽疏水的場合;進(jìn)水進(jìn)汽通道的特殊設(shè)計(jì)和特制浮球的使用，使之耐水擊性能較好。

③前置疏水輸送裝置設(shè)置

醫(yī)院汽水熱交換站蒸汽凝水回收應(yīng)用系統(tǒng)的前置疏水輸送裝置選用TLV蒸汽疏水閥組合裝置。

TLV蒸汽疏水閥組合裝置設(shè)置安裝見下圖：

換熱器低位安裝，TLV蒸汽疏水閥組合裝置設(shè)置圖

換熱器高位安裝，TLV蒸汽疏水閥組合裝置設(shè)置圖

（2）蒸汽凝水末端裝置

為提高蒸汽系統(tǒng)熱能利用效率和供熱經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)因地制宜把汽-水熱交換系統(tǒng)蒸汽疏水回收至熱水系統(tǒng)補(bǔ)水箱或回收至鍋爐房軟水箱，充分利用其熱能和蒸汽凝水。蒸汽疏水直接通過管道輸送進(jìn)入水箱，將出現(xiàn)汽水閃蒸現(xiàn)象造成熱量損失和熱污染，并難以保證水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。為此，蒸汽凝水回收應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置蒸汽凝水末端裝置，以杜絕所述現(xiàn)象，充分回收利用蒸汽凝水及熱能。

蒸汽凝水末端裝置的汽水分流尾汽冷凝吸收器由蓄熱容器、汽水分離器、浮球滑閥液位自控裝置和尾汽冷凝吸收盤管組成。其功能為接受蒸汽凝水并進(jìn)行汽水分離和汽水分流及潛熱顯熱定向流動，分離水經(jīng)浮球滑閥液位自控下行直接進(jìn)入軟水箱（或采暖空調(diào)系統(tǒng)補(bǔ)水箱），分離出的二次蒸汽上行進(jìn)入冷凝吸收盤管，來自給水泵（或補(bǔ)水泵）出口再循環(huán)管的軟水進(jìn)入尾汽冷凝吸收器攝取其熱量進(jìn)入軟水箱（或補(bǔ)水箱），實(shí)現(xiàn)蒸汽凝水二次蒸汽的回收和熱能利用。

蒸汽凝水末端裝置由末端汽水分流尾汽冷凝吸收器、鍋爐房軟水箱（或采暖空調(diào)系統(tǒng)補(bǔ)水箱）和給水泵（或補(bǔ)水泵）組成。見下圖：

3結(jié)束語

TLV蒸汽疏水閥組合裝置作為蒸汽凝水回收應(yīng)用的關(guān)鍵裝置，已在工業(yè)企業(yè)、商業(yè)領(lǐng)域和公共建筑蒸汽系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益。本文提供的醫(yī)院汽水熱交換系統(tǒng)蒸汽凝水回收應(yīng)用技術(shù)，增加了末端汽水分流尾汽冷凝吸收裝置，系統(tǒng)更加可靠，技術(shù)更加先進(jìn)。此技術(shù)用于醫(yī)院汽水熱交換系統(tǒng)蒸汽凝水回收應(yīng)用技術(shù)可行，付諸實(shí)施，將取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，對于醫(yī)院建設(shè)資源型環(huán)境友好型和人性化管理的現(xiàn)代綜合醫(yī)院也將做出積極的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 李書兵，庹保華，喬長虎，等.飽和蒸汽與過熱蒸汽的性質(zhì)及應(yīng)用[J].燃料與化工，2018，49（1）：59-61.