锅炉排污热回收（仅TDS控制）
锅炉排污是为了控制锅炉中总溶解固体（TDS）的含量。这些水是有压力的、高温的且含有杂质的，会产生大量闪蒸蒸汽，并可能带来处置问题。热回收系统可以在此必要过程中回收大量能量。
锅炉排污热回收（仅TDS控制）
锅炉排污热回收（仅TDS控制）
前面的模块讨论了为维持可接受的TDS水平而需要从锅炉排污的水。这种水具有以下一些特性：
- 含有杂质 - 这意味着： -水通常不适用于其他用途。 -含杂质的水可能带来处置问题。
- 温度高 - 这意味着：
-一部分水在大气压下会闪蒸为蒸汽。
-热水可能带来处置问题。例如，可能有大量热水需要处置。
热回收系统可以解决许多此类问题。
排污中的能量流量
使用排污计算（示例3.12.5）的数据，可以使用蒸汽表计算排污带走的能量。
注意：1 kJ/s = 1 kW
示例3.13.1
要获得以kW为单位的能量流量：
为了将能量流量放在具体环境中，在西北欧洲，平均家用中央供暖系统的额定功率约为13 kW，因此示例3.13.1中排污带走的能量流量足以供暖19户住宅。
为清晰起见，上述计算使用了以0°C水为基准的蒸汽表。
实际上，替代排污的补水将在此温度以上供给，因此排污带走的能量会稍少。例如，如果补水温度为10°C，排污带走的能量为228 kW。
闪蒸蒸汽
闪蒸蒸汽
从锅炉排放的排污水是处于锅炉压力对应饱和温度的水。在示例3.13.1中的锅炉情况下——10 bar g，此温度为184°C。显然，水在大气条件下不可能以184°C存在，因为排污水中存在多余的焓或能量。
假设排污水排放到0.5 bar g的闪蒸蒸汽系统中，可以使用蒸汽表来量化这种能量多余：
这种多余能量使一部分水蒸发为蒸汽，这种蒸汽被称为闪蒸蒸汽。
闪蒸蒸汽的量可以通过计算轻松确定，也可以从表格或图表中读取。
示例3.13.2
蒸汽表中0.5 bar g下的蒸发比焓（hfg）为2 226 kJ/kg。
因此，从锅炉排污的水中有14.1%将在通过排污阀时压力从10降到0.5 bar g而变为蒸汽。
有两个选择：
- 通过排污罐将此闪蒸蒸汽排放到大气中，同时浪费能量和可能的由凝结蒸汽产生的优质水。
- 利用闪蒸蒸汽中的能量，并通过凝结闪蒸蒸汽来回收水。量化闪蒸蒸汽中的能量流量是有用的。这可以使用蒸汽表来完成。
示例3.13.3
将此与锅炉排污带走的241 kW能量速率进行比较。
可能可以利用此闪蒸蒸汽：在此示例中，它代表排污中约49%的能量流量和14.1%的排污水量。
上述计算使用蒸汽表的值假设给水将在0°C温度下供给。为获得更高的准确度，应使用给水温度的实际变化。
回收和利用闪蒸蒸汽
闪蒸蒸汽在闪蒸罐处可供回收。本质上，闪蒸罐提供了一个速度足够低的空间，使热水和闪蒸蒸汽能够分离，然后通过管道输送到工厂的不同部分。
闪蒸罐的设计不仅从蒸汽/水分离的角度来看很重要，而且在结构上应按照公认的压力容器标准（如PD 5500）进行设计和制造。
这不仅是良好的工程实践，如果工厂需要投保，锅炉检查员也会坚持这一点。
闪蒸蒸汽最明显的使用地点是锅炉给水箱，通常就在附近。
给水箱中的水温很重要。如果太低，将需要化学品对水进行除氧；如果太高，给水泵可能会发生汽蚀。显然，如果热回收可能导致给水箱温度过高，将闪蒸蒸汽排放到水箱中是不切实际的。其他解决方案是可行的，例如在给水泵压力侧加热给水，或加热燃烧空气。
图3.13.2显示了一个简单的安装，使得97 kW的能量流量和157 kg/h的锅炉品质水的回收非常具有成本效益。
所需设备
- 闪蒸罐 - 制造商将有确定罐体尺寸的图表。注意：罐体顶部的蒸汽速度不应超过3 m/s。
- 疏水阀用于排放罐体 - 浮球式疏水阀是这种应用的理想选择，因为它在残余排污水到达疏水阀时立即将其排出。 闪蒸罐在低压下工作，因此几乎没有能量来提升疏水阀后的残余排污水，因此必须通过重力经疏水阀和排放管路排放。 **注意：**由于低压，疏水阀将相当大。这还有一个额外的好处，即不太可能被残余排污水中的固体堵塞。 有时在疏水阀前加装过滤器更好；对于这种应用，过滤器盖应安装排污阀以简化维护，且过滤器网不应太细。
- 真空破坏器 - 当锅炉不需要排污时，闪蒸罐和相关管路中的任何蒸汽将凝结并形成真空。如果此真空不被释放，水将从锅炉给水箱被吸入管路。当锅炉再次排污时，此水将被高速沿管道推动，产生水锤。 在除氧器头部安装真空破坏器可防止这种情况发生。
- 蒸汽分配设备 - 闪蒸蒸汽在给水箱中的适当分配显然很重要，以确保凝结并回收热量和水。所需的设备按有效性排序包括： 1. 大气式除氧器。 2. 蒸汽分配器。 3. 喷射管。
使用换热器的热回收
使用换热器的热回收
从残余排污中回收热量
锅炉排污中约40%的能量可以通过闪蒸罐和相关设备回收；然而，从残余排污本身还有进一步的热回收空间。
继续示例3.13.3，如果闪蒸罐在0.5 bar g的压力下运行，这意味着残余排污通过闪蒸罐浮球式疏水阀时约为105°C。在排放到排水系统之前，可以从残余排污中回收更多的有用能量。公认的方法是使其通过换热器，在前往给水箱的途中加热补水。这种方法通常将残余排污冷却到约20°C。此系统不仅回收排污废水中的能量，还在排放到排水系统之前冷却水。（在英国，废水排放温度限制为42°C；其他国家有类似的限制。）
示例3.13.4
（续自示例3.13.3）
回收此能量的典型布置如图3.13.3所示。
设计考虑
图3.13.3所示布置的一个问题是，进入的冷补水和来自闪蒸罐的残余排污的同时流动可能无法保证。
一种优选布置如图3.13.4所示，其中冷水缓冲罐用作散热器。恒温器用于控制一个小型循环泵，当残余排污温度足够高时，水被泵送通过换热器，提高水箱的平均温度并节省能量。
如果从换热器出来的排污废水温度可以高于43°C，则应将其导入排污罐而不是直接排入废水排水系统（见模块3.14）。
首选换热器类型
板式换热器是此应用的首选，因为它们非常紧凑且易于维护。
经验表明，板式换热器中较高的流速和湍流有助于保持其清洁，因此很少需要拆卸。然而，如果需要清洁，打开换热器并清洁板片相对简单。
壳管式换热器的清洁更为复杂，需要完全拆卸，且通常管子本身无法拆下进行清洁。
当从闪蒸蒸汽和冷凝水中回收能量时，原始排污中总能量的82%已被回收。
此外，14%（按质量计）的水已被回收，为节约做出了进一步贡献。
