蒸汽冷凝水熱回收在工程中應用

魯景奎

【摘要】蒸汽作為應用最廣泛的熱量載體之一，它具有可長距離傳輸、能量值高、系統投資少、運行費用低等特點，因而廣泛應用于工業系統、醫療建筑以及高級酒店中，但是蒸汽冷凝水的處理在許多工程中有很大的浪費，本文就蒸汽冷凝水的回收利用，及其回收系統結合實際工程做一介紹，闡述蒸汽凝結水回收對工程收益的影響。

【關鍵詞】蒸汽冷凝水；回收

引言：我們應重視回收凝結水的經濟效益、社會效益以及能源緊缺帶來的問題，以期通過有效地利用余熱，保護環境，降低生產成本，合理利用水資源，這是節約能源的一項重要舉措。

1、蒸汽冷凝水回收概述

蒸汽使用的目的：（1）產生電能，例如電廠或者熱電聯產；（2）為加熱或者制程提供熱量。1Kg蒸汽完全冷凝后，就會在同樣的溫度和壓力下產生1Kg的蒸汽冷凝水，高效的蒸汽系統將會重新利用這些冷凝水，如果不利用既不節約能源，同時也影響環境，整個系統也不夠高效。

飽和蒸汽用于加熱后，釋放出潛熱，這是蒸汽中所蘊含的絕大部分能量，而剩余在冷凝水中的一部分熱量稱作為顯熱，冷凝水不僅含有一定的熱量，而且是蒸餾水，很適合做鍋爐的給水，高效的蒸汽系統將回收這些冷凝水到除氧器、鍋爐給水箱或者其他制程。

高效的冷凝水回收系統，可以收集蒸汽設備的冷凝水，返回給給水系統在短時間內得到回報，下圖即為一個簡單的冷凝水系統，冷凝水回收到鍋爐給水箱。

2、蒸汽冷凝水回收的意義

2.1節約成本

冷凝水是有價值的資源，即使回收一部分也會有經濟效益；如果冷凝水不做回收，就需要向鍋爐補給冷態的水，需要增加水的處理費，水費以及燃料費用。

2.2增加鍋爐的出力

低溫的鍋爐給水將會減少鍋爐蒸汽的產出，給水溫度越低，就需要越多的熱量加熱給水，所以產生蒸汽的熱量也會相應的減少，如果利用冷凝水則會相應的增加鍋爐的出力。

2.3鍋爐給水的質量

冷凝水是蒸餾水，幾乎不含溶解固形物，鍋爐需要定期排污以減少溶解固形物，回收較多的冷凝水就以為著排污較少，所以能量損失也會減小。

綜上冷凝水熱回收的意義可以概括如下：

①減少了水費、②減少了水排放費用和可能存在的冷凝水的冷卻費用、③較少了燃料的消耗、④可以產生更多的蒸汽、⑤減少鍋爐排污、因而降低了能量損失、⑥較少水處理費用。

3、冷凝水回收辦法

這系統的功能在于回收利用冷凝水的熱量（包括閃蒸汽熱量）與軟化水，依據不一樣的狀況可使用不同工藝方式。通常習慣上有開式系統與閉式系統之分。

3.1開式系統

該系統冷凝水收集箱是開口式，與大氣相通，由于冷凝水進入收集箱時壓力突然降低，水溫高于該壓力對應的沸點，產生大量二次閃蒸汽，剩余冷凝水溫度大約是100℃。實際上，由于閃蒸散熱或有時為了防止輸送水泵汽蝕而兌入冷水，回收水溫僅在70℃左右。加之開式回收方式會有空氣進入冷凝水回收管道，容易引起管道腐蝕。但開式系統裝置簡單，投資較少。與冷凝水直接排放相比，仍有一定的節能效果。

3.2閉式系統

該系統中冷凝水收集箱是封閉式，系統內冷凝水壓力始終保持高于大氣壓力，使冷凝水水溫低于該壓力下的沸點，冷凝水的熱能得到充分利用。而且閉式系統的冷凝水保持蒸汽原有品質，用于鍋爐給水時，不會增加溶解氧量，也減少了鍋爐補水量，減少了水處理的費用。

冷凝水是否屬于閉式回收，要看系統壓力和大氣壓力之間的關系。若用汽設備使用蒸汽壓力為P1，冷凝水回收集水罐的標定壓力為P2，大氣壓力為P0。當P2越接近于P1時，回收系統閉式程度越高，節能率越高；反之，P2越接近于P0時，回收系統的密閉程度越差，節能率越小。顯然，密閉系統評判標準是P0、P1、P2三者的大小關系。當P2=P0時，就不能稱為密閉式回收系統，就變成了開式回收系統。其節能率和開式系統也就是一樣的。

4、蒸汽冷凝水回收方式與設備的確定

因為現在凝結水回收技術的接連提升與完善，凝結水回收設備的不斷改進和新型高性能回收設備的不斷研制，凝結水回收系統有效利用凝結水的各種資源的可能性大大提高。以往，凝結水回收系統采用的回收設備一般是疏水閥、集水箱、普通水泵等，對于回收系統中存在的問題，如汽水共存而產生的管路里的水擊現象，疏水閥選型不當而產生的漏汽現象，普通水泵運行時產生的汽蝕問題，凝結水不能有效利用問題等等，隨著回收設備的研制和開發逐步得到解決。如為了充分利用凝結水中的含汽問題和有效利用其能量，在管路里設置凝結水擴容箱，使凝結水閃蒸產生二次蒸汽，回收閃蒸蒸汽，從而達到能量的充分利用并解決管路里的水擊問題。再如，為解決高溫飽和凝結水的泵內汽蝕問題，利用噴射增壓原理，并在國外先進技術基礎上，研制的高溫飽和凝結水密閉回收裝置，解決了離心泵在泵送高溫飽和凝結水時產生的汽蝕問題，并解決了噴射泵噴射增壓過程中本身的汽蝕問題，為閉式回收系統充分利用凝結水中的熱能，最大量地回收凝結水，節約燃料和軟化水，提高凝結水回收系統的經濟性提供了可能。還有，帶自增壓環加壓裝置的蒸汽回收壓縮機，可將蒸汽及高溫凝結水以高溫方式直接壓進鍋爐，這種回收設備的回收熱效率較高。

5、冷凝水回收項目的熱經濟性分析

對于閉式冷凝水回收系統，投資主要用于疏水閥單元、回水管網和回收設備——泵、熱水罐、熱交換器、擴容器、高性能的回收裝置等，以及保溫及管網材料、技術服務、工程施工費用等。而回收項目的經濟效益則從以下幾個方面進行分析：

1）閉式回收系統封閉運行，壓力提高而減少漏汽量產生的效益；

2）冷凝水的回收以節約軟化水的價值；

3）冷凝水回收使鍋爐進水溫度提高，節約燃料耗量。

當然，還有一定的社會效益。通常，我們采用工程技術中常采用的投資回收年限來確定項目投入的合理性和可行性。

對于不同的凝結水改造項目，選用何種回收方式和回收設備，是該項目能否達到投資目的至關重要的一步。首先，要正確選擇凝結水回收系統，必須準確地掌握凝結水回收系統的凝結水量和凝結水的排水量。若凝結水量計算不正確，便會使凝結水管管徑選的過大或過小。其次，要正確掌握凝結水的壓力和溫度，凝結水的壓力和溫度是選擇凝結水回收系統的關鍵。回收系統采用何種方式，采用何種設備，如何布置管網，需不需要利用二次蒸汽，需不需要回收凝結水的全部熱量等問題都和凝結水的壓力溫度有關。第三，凝結水回收系統的疏水閥的選擇也是回收系統應該注意的內容。

6、總結

隨著能源日益緊張，節能工作越來越重要，凝結 水回收作為一種重要的節能措施將會被越來越重視。隨著凝結水回收技術的不斷完善和凝結水回收設備的研制開發，凝結水回 收的節能效益將顯得更為突出。

參考文獻：

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