石化裝置蒸汽凝結(jié)水回用技術(shù)探討

呼曉昌

（中國海洋石油總公司節(jié)能減排監(jiān)測(cè)中心 天津 300452）

1 前言

在石油、化工等工業(yè)生產(chǎn)過程中，蒸汽作為一種優(yōu)秀的熱能載體被廣泛使用。但是各用汽設(shè)備幾乎只能利用蒸汽的汽化潛熱，高溫凝結(jié)水所攜帶的物理顯熱可達(dá)蒸汽總體熱量的20%~30%，如此相當(dāng)可觀的余熱資源未能充分利用。因此，合理回收并有效利用蒸汽凝結(jié)水，對(duì)于節(jié)約資源、降低消耗具有重要的意義。

2 蒸汽凝結(jié)水回收技術(shù)

蒸汽凝結(jié)水回收就是將各個(gè)設(shè)備產(chǎn)生的凝結(jié)水，例如凝汽式透平凝結(jié)水、蒸汽加熱器及蒸汽伴熱凝結(jié)水統(tǒng)一收集起來以待利用。根據(jù)收集方式的不同，主要分為自流凝結(jié)水回收、背壓凝結(jié)水回收、閉式滿管凝結(jié)水回收和加壓凝結(jié)水回收。

2.1 自流凝結(jié)水回收

自流凝結(jié)水回收又叫重力凝結(jié)水回收，其特點(diǎn)是用汽設(shè)備相對(duì)于凝結(jié)水管網(wǎng)處于高位，蒸汽放出氣化潛熱變?yōu)橐后w后，依靠自身重力來克服凝結(jié)水在管道中的流動(dòng)阻力和背壓。在自流凝結(jié)水回收系統(tǒng)中，凝結(jié)水在管道內(nèi)可以是滿管流動(dòng)（即管道內(nèi)全是凝結(jié)水，不存在氣相），也可以是非滿管流動(dòng)（即管道內(nèi)存在汽、液兩相）。由于該狀態(tài)下凝結(jié)水溫度通常低于100℃，并且不含二次蒸汽，因此不會(huì)發(fā)生水擊現(xiàn)象。自流凝結(jié)水回收系統(tǒng)工藝成熟，運(yùn)行簡(jiǎn)單可靠。根據(jù)蒸汽凝結(jié)水流動(dòng)狀態(tài)不同，自流凝結(jié)水回收分為低壓自流凝結(jié)水回收和閃蒸二次蒸汽自流凝結(jié)水回收。

2.1.1 低壓自流凝結(jié)水回收

低壓自流凝結(jié)水回收是低壓蒸汽(＜0.1MPa)用汽設(shè)備產(chǎn)生的凝結(jié)水沿著管線的坡度，依靠自身重力自流到凝結(jié)水管網(wǎng)。該方法一般用于蒸汽使用量較小、且有充足的空間布置一定坡度管線的裝置。

2.1.2 閃蒸二次蒸汽自流凝結(jié)水回收

閃蒸二次蒸汽自流凝結(jié)水回收是中、高壓蒸汽（＞1MPa)）用汽設(shè)備產(chǎn)生凝結(jié)水后，大量凝結(jié)水匯集到蒸汽閃蒸罐，罐頂背壓保持低于凝結(jié)水壓力，部分高壓凝結(jié)水閃蒸汽化成低壓蒸汽從罐頂進(jìn)入低壓蒸汽管網(wǎng)，低壓凝結(jié)水從罐底送至凝結(jié)水管網(wǎng)。該方法一般用于蒸汽凝結(jié)水壓力高、溫度高、流量大的用汽裝置。

2.2 背壓凝結(jié)水回收

背壓凝結(jié)水回收分為兩種，一種是蒸汽經(jīng)用汽設(shè)備變?yōu)橐簯B(tài)凝結(jié)水后依靠自身背壓直接進(jìn)入凝結(jié)水管網(wǎng)至凝結(jié)水罐，叫做無閃蒸背壓凝結(jié)水回收；另外一種是凝結(jié)水首先匯集到蒸汽閃蒸罐閃蒸出部分二次低壓蒸汽后，凝結(jié)水再進(jìn)入管網(wǎng)至凝結(jié)水罐，叫做有閃蒸背壓凝結(jié)水回收。

無閃蒸背壓凝結(jié)水回收適用于二次蒸發(fā)量較少或無法利用二次蒸汽的場(chǎng)合，通常是10kPa～30kPa 的用汽設(shè)備。若用汽壓力過低，則蒸汽凝結(jié)水背壓太低，不能克服凝結(jié)水回收系統(tǒng)的阻力;若蒸汽壓力過高而無二次蒸汽閃蒸，凝結(jié)水管道很容易產(chǎn)生水擊。

有閃蒸背壓凝結(jié)水回收多用于蒸汽壓力為0.3MPa 以上的用汽設(shè)備，凝結(jié)水所產(chǎn)生的二次蒸汽較多(大于5%)。由于二次蒸汽量較多，把二次蒸汽加以分離利用，節(jié)省了熱能，并且減小了輸送凝結(jié)水管道的管徑，節(jié)約了管材；由于輸送中沒有二次蒸汽，基本上不產(chǎn)生水擊，運(yùn)行安全可靠。

2.3 閉式滿管凝結(jié)水回收

閉式滿管凝結(jié)水回收可看做是自流和背壓的混合系統(tǒng)。該系統(tǒng)首先把各種壓力的蒸汽用汽設(shè)備產(chǎn)生的凝結(jié)水依靠背壓送至二次蒸汽閃蒸罐，在蒸汽閃蒸罐內(nèi)部分凝結(jié)水閃蒸成低壓蒸汽從罐頂進(jìn)入低壓蒸汽管網(wǎng)，剩余的凝結(jié)水變成低溫、低壓的凝結(jié)水從閃蒸罐底排入低壓凝結(jié)水管網(wǎng)。

閉式滿管凝結(jié)水回收可以有效利用高溫蒸汽凝結(jié)水的熱量產(chǎn)生二次低壓蒸汽，且經(jīng)閃蒸后的凝結(jié)水溫度低、壓力小，不會(huì)存在水擊現(xiàn)象。但是由于閉式滿管凝結(jié)水回收系統(tǒng)的凝結(jié)水來源復(fù)雜，壓力、溫度相差較大，流量波動(dòng)也較大，故此操作起來難度較大。

2.4 加壓凝結(jié)水回收

凝結(jié)水加壓回收就是當(dāng)凝結(jié)水自身重力或背壓太小，凝結(jié)水不足以克服管網(wǎng)阻力至凝結(jié)水收集罐時(shí)，可將此類用汽設(shè)備產(chǎn)生的凝結(jié)水首先收集至區(qū)域凝結(jié)水罐，直接或閃蒸出部分二次低壓蒸汽后凝結(jié)水泵加壓輸送至凝結(jié)水總罐。

3 蒸汽凝結(jié)水利用技術(shù)

蒸汽凝結(jié)水存在溫度高、雜質(zhì)少、流量大等特點(diǎn)，目前常用于蒸汽鍋爐補(bǔ)水、用作低溫?zé)嵩?、工藝管線伴熱和生產(chǎn)用水補(bǔ)水等。

3.1 蒸汽鍋爐補(bǔ)水

當(dāng)蒸汽鍋爐沒有除氧器、給水水質(zhì)要求較低時(shí)，冷凝水可直接與蒸汽鍋爐給水混合后使用。目前絕大部分蒸汽鍋爐對(duì)給水的水質(zhì)、水中氧含量要求較高，這時(shí)凝結(jié)水不再直接進(jìn)入鍋爐而是首先進(jìn)入熱力除氧器，除氧后隨鍋爐上水系統(tǒng)輸入鍋爐產(chǎn)生高品質(zhì)蒸汽。

在蒸汽凝結(jié)水用作蒸汽鍋爐補(bǔ)水時(shí)，通常需要在凝結(jié)水管線增設(shè)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，時(shí)刻密切關(guān)注凝結(jié)水水質(zhì)情況，以防蒸汽管線泄漏導(dǎo)致凝結(jié)水中油、鐵離子等雜志超標(biāo)影響蒸汽質(zhì)量。

3.2 用作低溫?zé)嵩?/h3>

由于蒸汽凝結(jié)水溫度較高，可用作低溫?zé)嵩词褂脕沓浞掷闷錈崃浚缙髽I(yè)用于冬季建筑取暖熱源、加熱低溫物料以及作為溴化鋰空調(diào)熱源等。

3.3 工藝管線伴熱

在石化生產(chǎn)中，許多管線需要低壓蒸汽伴熱，而蒸汽凝結(jié)水的溫度在110℃～180℃之間，可用高溫凝結(jié)水代替蒸汽作為伴熱介質(zhì)，減少蒸汽消耗。

3.4 生產(chǎn)用水補(bǔ)水

在石化生產(chǎn)裝置生產(chǎn)過程中許多裝置都需要進(jìn)行注水或補(bǔ)水，例如為防止銨鹽結(jié)晶，加氫裝置需要塔頂注水、延遲焦化裝置在除焦過程中需消耗大量中水、常減壓裝置原油進(jìn)加熱爐前需要進(jìn)行電脫鹽注水、循環(huán)水廠每天需要大量補(bǔ)水等，可用凝結(jié)水代替新鮮水作為注水或補(bǔ)水，減少新鮮水消耗。

4 結(jié)語

隨著世界能源日益緊張以及我國經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式的轉(zhuǎn)變，節(jié)能工作日益重要，蒸汽凝結(jié)水回收利用作為一種重要的節(jié)能措施日益受到重視。蒸汽凝結(jié)水回用可大大提高能源利用率，有效節(jié)約水資源，具有巨大的節(jié)能潛力和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。參考文獻(xiàn)

[1]張國富.化工凝結(jié)水的回收利用[J].節(jié)能與環(huán)保,2005，(6)：42-43.

[2]吳東旭，李哲.關(guān)于煉油廠凝結(jié)水回收方式的探討[J].當(dāng)代化工,2007，36(2)：154-156.

[3]白瑛華.蒸汽凝結(jié)水回收系統(tǒng)中常見問題探討[J].河南化工,2008（1）：1-11.

[4]李冰.工業(yè)企業(yè)蒸汽凝結(jié)水回收可行性分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì),2008（11）：1-2.

[5]菜文海.蒸汽凝結(jié)水回收技術(shù)的幾個(gè)問題[J].能源與環(huán)境,2005（2）：2-3.

[6]侯輝.凝結(jié)水回收和利用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1986.