淺談蒸汽冷凝水回收與利用

石金鑫　席曉勇

摘要：節(jié)能減排、建設節(jié)約環(huán)保型社會是我國明確提出的一項重要決策，同時節(jié)能也被認為是解決當前能源危機問題的重要方法，甚至被稱為第五大能源。我國工業(yè)余熱資源豐富，廣泛存在于工業(yè)生產(chǎn)過程中，占到燃料消耗總量的43%，其中可回收率約60%，節(jié)能潛力巨大。蒸汽作為一種清潔、安全的動力能源，其全熱能量由潛熱和顯熱兩部分組成。蒸汽通過做功釋放潛熱后，還原成高溫冷凝水（是飽和的高溫軟化水），往往被直接排掉，造成能源的浪費和對生態(tài)環(huán)境的熱污染。因此就需要加強回收與利用的科學性以及合理性。

關鍵詞：蒸汽；冷凝水；回收；利用

1背壓回收系統(tǒng)

1.1回收蒸汽凝水開式回收系統(tǒng)

系統(tǒng)包括蒸餾塔、帶背壓疏水閥、凝水收集罐、水泵，用戶有暖氣系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)、蒸餾塔預熱換熱器。冬季由于蒸汽用量較大，凝水儲罐背壓較高，將暖器系統(tǒng)、預熱換熱器的回水又回到儲罐，可以降低蒸汽凝水儲罐背壓。熱水系統(tǒng)、空調(diào)加熱系統(tǒng)將凝水余熱利用后，凝水溫度由90%左右降為50℃左右，直接補人循環(huán)水系統(tǒng)。回收蒸汽凝水再利用之后既節(jié)約蒸汽用量又降低一次水用量。蒸汽凝水綜合利用后每年節(jié)約蒸汽約1200噸，每年節(jié)約一次水約72000噸，年產(chǎn)生經(jīng)濟效益100萬元左右。為保證凝水水質(zhì)正常，定期對蒸餾塔單塔凝水及儲罐凝水進行檢測，通過檢測凝水COD、濁度等指標，出現(xiàn)異常及時將異常蒸餾塔凝水引出，對異常設備進行檢修，防止將凝水回收系統(tǒng)污染。開式回收系統(tǒng)適用于多臺蒸餾塔蒸汽凝水回收。

1.2回收蒸汽凝水閉式回收系統(tǒng)

1）冷凝水回收機組。冷凝水回收機組是閉式冷凝水回收系統(tǒng)的核心。冷凝水回收機組主要由自動調(diào)壓裝置、除污裝置、氣蝕消除裝置、專用回水泵和自動控制系統(tǒng)構(gòu)成。自動調(diào)壓裝置安裝在集水箱內(nèi)，其功能是將設備安全和工藝安全分開，用安全閥保證設備結(jié)構(gòu)安全，用調(diào)壓裝置確保生產(chǎn)工藝的系統(tǒng)安全。自動調(diào)壓裝置利用多級水封和“u”型管原理，使二次汽在容器內(nèi)二次凝結(jié)。通過壓力調(diào)節(jié)可以保證水泵防氣蝕必須的正壓水頭，形成閉式系統(tǒng)，保證設備及管道內(nèi)無氧，不生銹；集水箱內(nèi)的除污裝置可將油污和雜質(zhì)過濾，提高水質(zhì)純凈度；氣蝕消除裝置可實現(xiàn)在水位下降時，上部倒流機構(gòu)自動閉鎖，確保低水位時仍無汽蝕現(xiàn)象發(fā)生；回水泵具有自動加壓的功能，可將冷凝水輸送至鍋爐給水槽。回水泵有電動型，空氣加壓型和蒸汽加壓型等多種形式，可依據(jù)現(xiàn)場條件選擇適宜的回水泵。自動控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)雙泵交替自動運行，高低液位監(jiān)測，溫度、壓力在線監(jiān)測，故障聲光報警等功能，并可納入DCS或BA系統(tǒng)，確保設備安全可靠運行。

2）疏水閥。疏水閥的功能是分離蒸汽中的冷凝水，并將冷凝水輸送至冷凝水集水箱。合理選擇疏水閥是確保閉式冷凝水回收系統(tǒng)正常運行的關鍵環(huán)節(jié)。疏水閥選型時要考慮設備耗汽量和疏水閥前后的壓差，如根據(jù)開式回收方法進行選型，將導致閉式回收系統(tǒng)的管網(wǎng)壓差減小，疏水排量下降，系統(tǒng)不能正常疏水；僅依據(jù)用汽設備疏水管徑進行選型，不考慮壓差和排量，也會造成選取的疏水閥排量過大或過小，導致系統(tǒng)不能正常工作。只有選擇排量合適的疏水閥，才能保證用汽設備的冷凝水順暢排出。另外，由于疏水閥的冷凝水排出孔徑較小，為保證管道內(nèi)的雜質(zhì)不堵塞疏水閥，在疏水閥上游應安裝過濾器。

3）冷凝水共網(wǎng)器。冷凝水共網(wǎng)器的功能是平衡各支路冷凝水的壓力，確保各種壓力的冷凝水均能回到閉式冷凝水回收機組。在蒸汽供熱系統(tǒng)中，如果各支路用熱設備不同，且冷凝水回水壓力差別較大，此時將各支路冷凝水流入同一閉式冷凝水回收機組時會造成壓力不穩(wěn)，甚至無法回收低壓冷凝水。此種情況下，若根據(jù)壓力不同設置多臺回收機組，將造成投資和運行費用的提高，選用冷凝水共網(wǎng)器可將不同壓力的冷凝水引入集水箱。冷凝水共網(wǎng)器利用流體力學射流理論，利用高壓冷凝水或回收器循環(huán)泵的壓頭來引射中壓、低壓凝結(jié)水，平衡各支路冷凝水的壓力，使各種壓力的冷凝水均能回到閉式冷凝水回收機組。

4）閃蒸罐。閃蒸罐的功能是從冷凝水中回收閃蒸蒸汽。過熱冷凝水或鍋爐排污水沿閃蒸罐切線進入罐內(nèi)，根據(jù)流體兩相流和渦流分離理論，在罐內(nèi)擴容后，壓力降低，會在罐內(nèi)產(chǎn)生閃蒸汽，可以引入低壓蒸汽管道或通過噴射器加壓后將蒸汽重新引入管道并輸送到用熱設備，使原來低品質(zhì)的熱能重新得到利用。聚集在下部的飽和凝結(jié)水經(jīng)疏水閥后流到冷凝水回收裝置。

5）冷凝水低壓輸送器。冷凝水低壓輸送器的功能是將壓力很低的冷凝水輸送到集水箱。當多路共網(wǎng)時一路壓力遠遠低于其他路壓力，而該路凝結(jié)水量又較小時，另加一臺回收器會造成初投資和運行費用的浪費。冷凝水低壓輸送器可利用冷凝水回收機組水泵出口高壓水引射低壓凝結(jié)水來進行工作。

6）冷凝水精處理裝置。高溫凝結(jié)水回收后，由于往往含有金屬氧化物、膠硅和懸浮雜質(zhì)、過量的油類等有機污染物、各種Na+、Ca2+、Mg2+等離子超標和蒸汽凝結(jié)水呈酸性等問題，不能達到工業(yè)鍋爐的水質(zhì)標準。凝結(jié)水精處理裝置可以根據(jù)要求，進行過濾、除油、除鐵、除鹽等，使水質(zhì)達到達到工業(yè)鍋爐的水質(zhì)標準。

2重力回收系統(tǒng)

根據(jù)蒸汽加熱設備性質(zhì)，空調(diào)加熱、除濕產(chǎn)生的蒸汽凝水，蒸餾水機制備純蒸汽、注射用水過程產(chǎn)生的蒸汽凝水等，為不產(chǎn)生污染的潔凈蒸汽凝水，利用重力回收原理，統(tǒng)一收集，直接用于員工洗澡，節(jié)約蒸汽和一次水。使用重力回收系統(tǒng)的空調(diào)、蒸餾水機等加熱熱備使用普通的熱動力型疏水閥即可。凝水收集罐與疏水閥要求有一定的位差。如果加熱設備地面安裝，對應的凝水收集罐一般采用地下挖坑安裝。

結(jié)語

總之，隨著節(jié)能工作的開展，高效率地回收鍋爐冷凝水及其熱量，確實是蒸汽鍋爐節(jié)能的重要途徑。