工業蒸汽凝結水回收利用的方法和節能效益

江濤

摘 要：介紹凝結水回收方式，對如何選擇回收系統和設備作以探討，以實例討論了凝結水回收系統的經濟性，表明凝結水的回收具有顯著的節能效果

關鍵詞：凝結水 回收利用 效益 節能

中圖分類號：S210.4 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）09-0-01

一、前言

在工業生產中，蒸汽作為一種用途極為廣泛的能源與幾乎所有的企業有著不可分割的聯系。在工業生產過程中，以往蒸汽經間接加熱后形成凝結水，通過疏水閥排入地溝。這樣既浪費了能源，又污染了環境。而冷凝水擁有大量的熱能，這部分熱量一般占蒸汽總熱量的20～40%。如能將這部分損失掉的熱量加以回收利用，作為鍋爐補給水，既能節約了鍋爐補水、節約鍋爐燃料消耗量，同時又能提高鍋爐給水品質，降低了鍋爐排污率。所以，工業生產中回收凝結水的熱量，并加以有效利用，具有很大的節能潛力。

二、凝結水回收的目的、意義

凝結水回收的目就是為了節約能源，因為凝結水回收除本身攜帶的熱能外，其回收的水質如符合鍋爐給水品質的要求，還將是良好的鍋爐補給水。

1.減少鍋爐補給水量、節約用水和運行費用

工業鍋爐的補給水一般采用鈉離子交換軟化處理，對于堿度較高的原水還需采用軟化-降堿處理。原水硬度越高，水處理的運行費用越大。若回收蒸汽凝結水作鍋爐給水，就可減少補給水處理量，不但能節約大量用水，而且降低水處理運行費用。

2.提高給水品質，降低鍋爐排污率

在鍋爐運行中，為了保持蒸汽品質保持合格，防止管道受熱面日久結垢，鍋爐需定時進行排污。但鍋爐排污量增加越多，也會造成熱能、給水等損失的增加。所以，減少鍋爐排污量，在一定程度上是增加了鍋爐的產汽量，提高了鍋爐出力。

3.提高給水溫度，降低燃料消耗

蒸汽凝結水的溫度都一般可達到 70℃～100℃，而鍋爐在沒有凝結水回收時補給水的水溫只有20℃左右。而凝結水回水溫度一般都可達60℃～70℃，而把這部分凝結水作為鍋爐補水送入鍋筒再次利用，可節約大量能源，減少鍋爐燃料消耗量，從而達到節能增效目的。實踐也證明，將蒸汽間接加熱的凝結水如若按60%回收，與將其完全排放相比可節約鍋爐燃料消耗量的10%～22%。具有顯著的節能效果。

三、凝結水回收方法對比分析

1.開式回收系統

該系統冷凝水收集箱是開口式，即冷凝水的集水箱敞開于大氣。開式回收冷凝水進入收集箱時壓力突然降低，產生大量二次閃蒸汽，造成回收水溫僅在70℃左右，系統因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。

2.密閉式回收系統

密閉式凝結水回收系統主要是針對開放式凝結水回收系統存在的漏氣、閃蒸損失以及回收凝結水溫度低等問題設計。密閉式凝結水回收系統，用汽設備排放的冷凝水經管道集中到密閉保溫儲水罐中，然后通過回收裝置將凝結水直接輸入到鍋爐，組成一個從給設備供汽到凝結水回收利用的密閉循環系統。

3.開式與密閉式回收系統方式的比較

3.1開放式蒸汽凝結水回收系統只能利用80℃以下的熱水， 而密閉式回收系統可回收 100℃以上的飽和水；

3.2開式凝結水回收采用位差式系統，與大氣接觸，系統操作、維修較復雜，且熱能和閃蒸損失大，環境污染大，相對與開放式回收，密閉式回收系統操作簡便，故障率低、維修方便，同時避免了熱能和閃蒸損失，真正達到了回收系統全自動的連續運行。

綜上，密閉式蒸汽凝結水回收系統，蒸汽凝結水的回收是連續的，且與大氣相隔絕，同時，高溫凝結水回收裝置的運行也實現了自動加量和開停車。所以，密閉式凝結水回收系統，無論從理論上和實踐上，都具有較高的的節能效果和余熱回收率。

開放式回收與密閉式回收對比如表1。

四、凝結水回收方式和設備的確定

對于不同的冷凝水改造項目，選用何種回收方式和蒸汽冷凝水回收設備，是項目能否達到投資目的至關重要的一步。

首先，必須準確地掌握蒸汽冷凝水回收裝置的冷凝水量，其次，要正確掌握冷凝水的壓力和溫度，第三，注重冷凝水回收系統疏水閥的選擇。

在蒸汽冷凝水回收設備選擇時也并非回收效率越高越好，還要考慮經濟性問題，也就是在考慮余熱利用效率的同時，還要考慮初始的投入，由于密閉式回收系統具有效率高，環境污染少的優勢，往往被優先采納。

五、冷凝水回收節能量及效益計算

凝結水回收效益取決于兩方面，一是凝結水回收率的大小，二是凝結水回收溫度的高低，本文回收的凝結水作為鍋爐補給水使用。

計算示例：鍋爐熱效率90%，燃煤低位發熱量為18840 kJ/kg，鍋爐排污率5%，補給水溫度20℃，該系統凝結水總回收率達到70%，凝結水溫度90℃，凝結水送入補水箱混合后再進入鍋爐。燃煤單價為785元/t，補給水單價4.5元/t，計算凝結水回收系統的節約燃煤量、節水量及節約效益。效益測算以每1蒸噸為單位。

1.節煤量計算

凝結水回收所節省的燃煤量為：

ΔBns=ε·（hns - hgs）/η·Qnet ×103 Kg/t

ε= Gns /D ×100%

凝結水回收節約燃料費Δδr=ΔBns×δr×10-3 元/t

式中：ε——凝結水總回收率%，即凝結水回收總量占鍋爐產汽量的百分比；

hns——凝結水焓值 kJ/kg，90℃ hns =377kJ/kg

hgs——給水焓值 kJ/kg，20℃ hgs=84kJ/kg

Gns——凝結水回收總量 t/hendprint

D——鍋爐產汽量 t/h

η——鍋爐效率 %

Qnet——入爐燃料低位發熱量 kJ/kg

δr——入爐煤單價 元/t，685元/t

ε= Gns /D ×103

=70/100×103

=700 kg/h

ΔBns=ε·（hns - hgs）/η·Qnet ×103 Kg/t

=70×（377-84）/90×18840×103

=12.1 kg/t

凝結水回收節約燃料費為

Δδr=ΔBns×δr×10-3 元/t

=12.1×785×10-3

=9.5元/t

2.節水量計算

凝結水不回收的鍋爐補給水量為

Gbw=（1+P/100）×103 Kg/t

凝結水回收的鍋爐補給水量為

Gbj=（1+P/100）（1-ε/100）×103

鍋爐補水減少量即為節水量

ΔGb= Gbw- Gbj=（1+P/100）·ε/100×103 Kg/t

凝結水回收節約水費Δδ=ΔGb×δs×10-3 元/t

式中：P——鍋爐排污率%

δs——鍋爐補水單價，元/t

ΔGb= Gbw- Gbj=（1+P/100）·ε/100×103 Kg/t

=（1+5/100） ×70/100×103

=735 Kg/t

Δδs =ΔGb×δs×10-3 元/t

=735×4.5×10-3

=3.3元/t

3.每蒸噸總節省的費用

每蒸噸總節省費用=Δδr + Δδs

=9.5+3.3

=12.8元/t

六、結論

1.密閉式蒸汽凝結水回收技術，我國是從80年末期開始應用到實踐中，前后經歷了二三十年的歷程，隨著密閉式蒸汽凝結水回收系統技術和裝置的日益完善和提高，現已發展為成熟、可靠的節能技術，是我國目前作為節能舉措中最為行之有效的方法，企業可以予以采用；

2.密閉式蒸汽凝結水回收系統無論從理論上和實踐上，都具有較高的節能效果和余熱回收率；

3.在實際運用中應注重提高凝結水回收率和回收溫度這兩個因素，以獲取最大的節能效果。

參考文獻

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[2]候輝，凝結水回收和利用[M].北京：機械工業出版社；

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