蒸汽凝結水安全高效回收研究

蔣建文 王建恩 朱世波 高敏

摘 要：對回收的冷凝水進行集中在線監測并連鎖保護，監測合格后方可利用，多增加一道保護屏障。將各車間的凝結水統一進入凝結水閃蒸系統，凝結水產生的閃蒸汽送除氧器利用，閃蒸后的凝結水進行電導率和pH雙重監測，合格后泵送至除氧器。水質超標時，超標凝結水與除氧器補水（除鹽水）換熱，溫度降至30℃以下排入污水處理系統，換熱升溫后的除鹽水進入除氧器。

關鍵詞：蒸汽凝結水;焓值;閃蒸;在線監測;回收

中圖分類號：TB 文獻標識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.27.104

云錫文山鋅銦冶煉有限公司冶煉系統采用沸騰焙燒+中性浸出+低酸浸出+三段凈化+電解+熔鑄的主工藝流程，渣處理采用二氧化硫還原浸出+沉銅脫砷+石灰預中和+石灰石沉銦+赤鐵礦沉鐵的工藝流程。于2018年8月投產，一次投產成功，目前已全線達產達標，部分關鍵工藝為國內首創。

公司兩臺中壓余熱鍋爐，壓力為4.2MPa，渣處理爐余熱鍋爐額定蒸發量為35t/h，鋅焙燒爐余熱鍋爐額定蒸發量為37t/h;一臺熱管鍋爐，壓力為0.6MPa，蒸發量為13t/h，合計每小時產生85t飽和蒸汽。鍋爐參數如表1。

中壓余熱鍋爐產生的 4.2MPa 的飽和蒸汽送至余熱發電站后，其中約25t/h直接經高壓減壓閥減壓至2.5MPa后，供向中壓蒸汽管網;其余蒸汽則進入背壓式汽輪發電機組膨脹做功，蒸汽熱能轉化為機械能，最終轉化為電能，從汽輪機排汽口排出后，蒸汽壓力降到 0.8MPa，供向低壓蒸汽管網。當汽輪發電機組停機或故障時，高壓蒸汽則直接通過低壓減壓閥減壓至08MPa。熱管鍋爐產生的低壓蒸汽供硫酸水處理車間內部使用，全廠蒸汽分配圖如圖1。

1 現狀

1.1 蒸汽冷凝水回水現狀

目前，公司加壓除鐵車間除鐵前液換熱器、廢電解液石墨換熱器每臺加熱器配置一套閉式汽動加壓凝結水回收設備，凝結水回收至除氧器作為鍋爐補水;硫酸水處理車間胺液解吸蒸汽冷凝水采用電泵閉式加壓回水，回收至除氧器作為鍋爐補水;浸出車間、凈液車間采用電泵開始加壓回收，回收至除氧器作為鍋爐補水。雖然在每路回收管道上都安裝水質在線監控連鎖保護裝置，檢測到水質超標，立即切換排放。因蒸汽間接換熱介質均為酸性，偶爾出現因換熱器腐蝕通漏而使蒸汽冷凝水受污染的情況，由于中間沒有緩沖裝置及集中檢查裝置，回水直接進入除氧器，若切換不及時，就會導致鍋爐爐水受污染，水質不合格的情況發生，風險較大。蒸汽冷凝水回水如圖2所示。

1.2 蒸汽管道疏水現狀

公司高、中、低壓蒸汽管道疏水閥全采用熱動力式疏水閥，該疏水閥在使用過程中效果不太好，綜合表現出易堵塞、易失效、漏氣大等特點，這是由于該類疏水閥的工作原理導致的，也是該類疏水閥的通病。

1.3 除氧器乏汽排汽現狀

公司除氧器為旋膜式除氧器，處理量為100t/h，運行壓力為0.02MPa，除氧器乏汽排汽量約為0.5t/h。目前，除氧器排汽為直排，此部分蒸汽未回收利用。

1.4 鍋爐排污現狀

公司余熱鍋爐連續排污、定期排污都接入排污擴容器，經擴容閃蒸后排放，按2%的排污率計算，排污量為2t/h左右，此部分余熱未回收利用，如圖3、圖4所示。

2 凝結水的價值

蒸汽凝結水是蒸汽釋放潛熱后的產物，有較高的回收價值，蒸汽潛熱利用完后，就變成了含有蒸汽潛熱的高溫凝結水，大多數用氣設備是利用蒸汽的潛熱，排出的是飽和的蒸汽凝結水。因此，蒸汽凝結水的價值體現在水值和熱值兩個方面，凝結水的回收利用也包括水的回收利用和熱的回收利用兩個方面。表2列出不同壓力下凝結水熱值與蒸汽總熱焓和蒸汽潛熱的對比，其中比例為同一壓力條件下飽和凝結水的焓占飽和蒸汽總焓的百分比。

3 改造方案

改造方案流程圖如圖5所示。

3.1 蒸汽冷凝水回水改造

對回收的冷凝水進行集中在線監測并連鎖保護，監測合格后方可利用，多增加一道保護屏障。將各車間的凝結水統一進入凝結水閃蒸系統，凝結水產生的閃蒸汽送除氧器利用，閃蒸后的凝結水進行電導率和pH雙重監測，合格后泵送至除氧器。水質超標時，超標凝結水與除氧器補水（除鹽水）換熱，溫度降至30℃以下排入污水處理系統，換熱升溫后的除鹽水進入除氧器。

3.2 蒸汽管道疏水改造

重新選型，對在用的熱動立式疏水閥進行更換。經了解，倒吊桶式（機械型）疏水閥具有密封好、防沖擊，使用壽命長等優點。其核心是一個能把桶提起的力放大，并在受壓的情況下打開閥門的杠桿系統，該系統中沒有固定支點，不會磨損和產生卡阻。同時由于桶的底部是開口的，所以能經受住水擊。其排水方式為連續排水，且奈背壓能力較高。

3.3 除氧器乏汽排汽改造

將除氧器乏汽排汽管通過一根管線連接，將乏汽輸送到一臺新增的高效管式換熱器，利用常溫除鹽水將乏汽冷卻，回收利用除氧器乏汽的熱量，被加熱的除鹽水回到除氧器使用。

3.4 鍋爐排污水的改造

通過新增管線，將兩臺中壓余熱鍋爐的排污水分別引至新增的閃蒸罐中，閃蒸0.02MPa的閃蒸汽，將閃蒸汽引至除氧器中使用，以減少除氧器的新蒸汽使用量。

4 結論

蒸汽凝結水的回收利用是降本增效的一項重要舉措，通過改造，將使公司的蒸汽冷凝水得到安全、高效的回收利用，在節能、節水、減排的同時，還產生較好的經濟效益。

參考文獻

[1]壓力管道規范 工業管道（GB/T 20801-2006）[S].