關于非不銹鋼管道、設備系統凝結水回收節能的技術改造

朱怡平（南京廣廈置業（集團）有限公司,南京 210000）

關于非不銹鋼管道、設備系統凝結水回收節能的技術改造

朱怡平
（南京廣廈置業（集團）有限公司,南京 210000）

蒸汽鍋爐是將鍋內的水加熱產生一定壓力和一定溫度的蒸汽后，對外做功的熱動力設備，在我國使用已經有一百多年的歷史。近幾年，隨著人們環境保護意識加強，對鍋爐的燃燒方式及燃料品種不斷的進行技術改造，燃油燃氣的清潔能源鍋爐得以在全國普及。這就對非不銹鋼管道、設備系統凝結水回收節能的技術改造提出了更高的要求，文中就非不銹鋼管道、設備系統凝結水回收節能的技術改造進行了探討。

不銹鋼管道；蒸汽鍋爐；技術改造

1　概述

蒸汽供汽系統內的管道、換熱設備等，在熱能傳輸、做功過程中，產生大量的凝結水。如果將管道和系統內的跑、冒、滴、漏產生的水量損失忽略不計，則鍋內的水產生蒸汽消耗的水量，與蒸汽經過閉路循環做功以后產生的凝結水量應該相等。

我們拿每小時蒸發量為10噸的蒸汽鍋爐舉例。在一個大氣壓（即0.1Mpa），鍋爐滿負荷運行的條件下進行理論計算：

當蒸汽的絕對壓力（即鍋爐的壓力表顯示壓力）為0.1Mpa時，凝結水的熱焓值（查表）為99.71kcal/kg（417.5kj/kg），每小時排出的凝結水量為900kg（排除系統跑、冒、滴、漏不可避免的損失）。

計算：99.71kcal/kg×10（ 噸水）×900kg（凝結 水）=89.74×104kcal.

則當表壓力為0.1Mpa時，運行系統中每小時排出的凝結水損失的熱能為89.74×104kcal.若這臺鍋爐的燃料為柴油（國產0#柴油的熱焓為1.0×104kcal/kg），一臺10t/h蒸汽鍋爐每小時滿負荷運行白白浪費柴油接近90kg;若這臺鍋爐的燃料為天然氣（南京地區天然氣的熱焓為0.87×104kcal/m3），每小時損失的天然氣接近103立方米。

綜上所述，不回收凝結水是造成熱能利用的最大熱損失。

2　凝結水回收系統改造方案及經濟性

我們對南京市鼓樓醫院鍋爐房進行了多次考察調研，如果依托該院鍋爐房的原有設備（任何鍋爐房不可缺少的原有設備包括：軟水箱、鈉離子交換器、鍋爐給水泵這三種），在不需要較大投資的情況下，最大限度的進行熱能與水資源的回收，以降低鍋爐運行的成本。

舉例說明：該院若冬季同時使用2臺10t/h蒸汽鍋爐，每小時供蒸汽20噸（即消耗20噸自來水）。除去蒸汽不可避免的正常損耗外（該院蒸汽管道總和接近3000米，用熱設備多，閥門等等存在一定的泄漏），可回收凝結水量大約為18噸～19噸。凝結水的溫度為100℃。除去熱損失（系統凝結水管道輸送過程中的散熱損失），至少回收75%的熱能。對2臺10t/h蒸汽鍋爐進行凝結水回收，按最低回收熱能標準計算：99.71kcal/kg（0.1Mpa表壓力下的凝結水熱焓）×18(噸水)×900（kg）×75%（凝結水回收的熱效率）=121.1×104kcal。即每小時能節約燃料油121kg，（因為，在實際使用過程中，鼓樓醫院的2臺10t/h蒸汽鍋爐不可能一直保持滿負荷運行狀態，所以，實際使用時計算的結果比上述理論計算的結果要小的多）或節約天然氣139m3。按南京目前國產0#柴油價格每公斤7元計算，每小時可節約鍋爐運行費用847.7元人民幣；天然氣價格平均每立方米4.5元計算，每小時可節約鍋爐運行費用625.5元人民幣。同時，又節約了大量的水資源（水價格每噸按3.5元計算，每小時可節約水費63元人民幣），節約運行成本可觀。

3　凝結水回收系統的工作原理

（1）凝結水通過管道回收，進入凝結水箱后，用一臺凝結水回收泵（揚程30米，流量每小時20立方米，電機功率2.5千瓦）作為動力，形成凝結水箱——凝結水回收泵——板式換熱器的高溫側——除鐵器——鈉離子交換器，完成高溫側的閉路循環，把回收的凝結水熱能傳遞給板式換熱器的低溫側。再經過一臺管道泵（揚程20米，流量每小時20立方米，電機功率1.5千瓦），與板式換熱器的低溫側形成軟水箱——管道泵——板式換熱器的低溫側——軟水箱，完成低溫側的閉路循環，吸收板式換熱器高溫側的凝結水熱能，傳遞給軟水箱中的鍋爐給水，使凝結水快速降溫，軟水箱內的鍋爐給水溫度快速提高，回收了凝結水的熱能（如設計圖紙所示），降低了鍋爐的燃料消耗量，提高了鍋爐的熱效率。

（2）經過冷卻過的凝結水（因為除鐵交換器與鈉離子交換器內填裝的除鐵錳砂濾料和732強酸陽離子交換樹脂的工作溫度不能大于50攝氏度），利用板式換熱器高溫側凝結水回收泵的動能進入全自動除鐵交換器和鈉離子交換器，去除凝結水中殘留Fe3+的和Ca2+、Mg2+等離子，再送入軟水箱，形成凝結水回收泵——板式換熱器的高溫側——除鐵器——鈉離子交換器——軟水箱——鍋爐給水泵——給鍋爐加水，從而完成凝結水熱能回收的全部工作。

4　凝結水回收系統運行的安全、可靠性分析

（1）凝結水回收系統全部采用常壓方式運行，無任何安全隱患。（2）若凝結水回收量大于鍋爐即時蒸發量，凝結水可通過鍋爐房的軟水箱儲存大量水資源與熱能，不至于造成資源浪費。

（3）若凝結水即時回收量小于鍋爐即時蒸發量，凝結水箱內設低水位聯鎖與保護裝置，控制自來水供水電磁閥打開與關閉，補充凝結水箱的水位在安全范圍。

（4）凝結水箱內因為高溫，會產生許多蒸汽，通過排氣管道，送入鍋爐房軟水箱內。

（5）凝結水中的雜質，一是可以定期的從凝結水箱的底部排污閥排出，二是可以通過除鐵器定期反沖洗的過程（錳砂除鐵的工作過程同時具備雜質的過濾功能），在除鐵器的底部排出。

綜上所述，采用上述系統回收的凝結水，投資的成本很低。10t/ h以下鍋爐房這套系統的投資在數萬元，10t/h鍋爐房系統的投資也在10-15萬元以下，很實用，很經濟，數個月或者一年之內完全可以收回投資。

[1]王振波,李國成.工業鍋爐技術[M].北京:中國石化出版社,2010.

[2]《燃油燃氣鍋爐房設計手冊》編寫組．燃油燃氣鍋爐房設計手冊[S].北京：機械工業出版社,2013.

朱怡平（1979—），男，江蘇南京人，現任職南京廣廈置業（集團）有限公司施工現場管理。