淺談?wù)羝淠厥张c利用

石金鑫　席曉勇

摘要：節(jié)能減排、建設(shè)節(jié)約環(huán)保型社會(huì)是我國(guó)明確提出的一項(xiàng)重要決策，同時(shí)節(jié)能也被認(rèn)為是解決當(dāng)前能源危機(jī)問題的重要方法，甚至被稱為第五大能源。我國(guó)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(dòng)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(fèi)和對(duì)生態(tài)環(huán)境的熱污染。因此就需要加強(qiáng)回收與利用的科學(xué)性以及合理性。

關(guān)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(yù)熱換熱器。冬季由于蒸汽用量較大，凝水儲(chǔ)罐背壓較高，將暖器系統(tǒng)、預(yù)熱換熱器的回水又回到儲(chǔ)罐，可以降低蒸汽凝水儲(chǔ)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(bǔ)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(jì)效益100萬(wàn)元左右。為保證凝水水質(zhì)正常，定期對(duì)蒸餾塔單塔凝水及儲(chǔ)罐凝水進(jìn)行檢測(cè)，通過檢測(cè)凝水COD、濁度等指標(biāo)，出現(xiàn)異常及時(shí)將異常蒸餾塔凝水引出，對(duì)異常設(shè)備進(jìn)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(tái)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(jī)組。冷凝水回收機(jī)組是閉式冷凝水回收系統(tǒng)的核心。冷凝水回收機(jī)組主要由自動(dòng)調(diào)壓裝置、除污裝置、氣蝕消除裝置、專用回水泵和自動(dòng)控制系統(tǒng)構(gòu)成。自動(dòng)調(diào)壓裝置安裝在集水箱內(nèi)，其功能是將設(shè)備安全和工藝安全分開，用安全閥保證設(shè)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(dòng)調(diào)壓裝置利用多級(jí)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(shè)備及管道內(nèi)無(wú)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(shí)現(xiàn)在水位下降時(shí)，上部倒流機(jī)構(gòu)自動(dòng)閉鎖，確保低水位時(shí)仍無(wú)汽蝕現(xiàn)象發(fā)生；回水泵具有自動(dòng)加壓的功能，可將冷凝水輸送至鍋爐給水槽。回水泵有電動(dòng)型，空氣加壓型和蒸汽加壓型等多種形式，可依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件選擇適宜的回水泵。自動(dòng)控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)雙泵交替自動(dòng)運(yùn)行，高低液位監(jiān)測(cè)，溫度、壓力在線監(jiān)測(cè)，故障聲光報(bào)警等功能，并可納入DCS或BA系統(tǒng)，確保設(shè)備安全可靠運(yùn)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(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。疏水閥選型時(shí)要考慮設(shè)備耗汽量和疏水閥前后的壓差，如根據(jù)開式回收方法進(jìn)行選型，將導(dǎo)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(shè)備疏水管徑進(jìn)行選型，不考慮壓差和排量，也會(huì)造成選取的疏水閥排量過大或過小，導(dǎo)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(shè)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(yīng)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(jī)組。在蒸汽供熱系統(tǒng)中，如果各支路用熱設(shè)備不同，且冷凝水回水壓力差別較大，此時(shí)將各支路冷凝水流入同一閉式冷凝水回收機(jī)組時(shí)會(huì)造成壓力不穩(wěn)，甚至無(wú)法回收低壓冷凝水。此種情況下，若根據(jù)壓力不同設(shè)置多臺(tái)回收機(jī)組，將造成投資和運(yùn)行費(fèi)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(xué)射流理論，利用高壓冷凝水或回收器循環(huán)泵的壓頭來(lái)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(jī)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(jìn)入罐內(nèi)，根據(jù)流體兩相流和渦流分離理論，在罐內(nèi)擴(kuò)容后，壓力降低，會(huì)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(shè)備，使原來(lái)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(dāng)多路共網(wǎng)時(shí)一路壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他路壓力，而該路凝結(jié)水量又較小時(shí)，另加一臺(tái)回收器會(huì)造成初投資和運(yùn)行費(fèi)用的浪費(fèi)。冷凝水低壓輸送器可利用冷凝水回收機(jī)組水泵出口高壓水引射低壓凝結(jié)水來(lái)進(jìn)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(jī)污染物、各種Na+、Ca2+、Mg2+等離子超標(biāo)和蒸汽凝結(jié)水呈酸性等問題，不能達(dá)到工業(yè)鍋爐的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。凝結(jié)水精處理裝置可以根據(jù)要求，進(jìn)行過濾、除油、除鐵、除鹽等，使水質(zhì)達(dá)到達(dá)到工業(yè)鍋爐的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

2重力回收系統(tǒng)

根據(jù)蒸汽加熱設(shè)備性質(zhì)，空調(diào)加熱、除濕產(chǎn)生的蒸汽凝水，蒸餾水機(jī)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(jī)等加熱熱備使用普通的熱動(dòng)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(shè)備地面安裝，對(duì)應(yīng)的凝水收集罐一般采用地下挖坑安裝。

結(jié)語(yǔ)

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(shí)是蒸汽鍋爐節(jié)能的重要途徑。