蒸汽冷凝水熱回收在工程中應(yīng)用

魯景奎

【摘要】蒸汽作為應(yīng)用最廣泛的熱量載體之一，它具有可長(zhǎng)距離傳輸、能量值高、系統(tǒng)投資少、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于工業(yè)系統(tǒng)、醫(yī)療建筑以及高級(jí)酒店中，但是蒸汽冷凝水的處理在許多工程中有很大的浪費(fèi)，本文就蒸汽冷凝水的回收利用，及其回收系統(tǒng)結(jié)合實(shí)際工程做一介紹，闡述蒸汽凝結(jié)水回收對(duì)工程收益的影響。

【關(guān)鍵詞】蒸汽冷凝水；回收

引言：我們應(yīng)重視回收凝結(jié)水的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益以及能源緊缺帶來(lái)的問(wèn)題，以期通過(guò)有效地利用余熱，保護(hù)環(huán)境，降低生產(chǎn)成本，合理利用水資源，這是節(jié)約能源的一項(xiàng)重要舉措。

1、蒸汽冷凝水回收概述

蒸汽使用的目的：（1）產(chǎn)生電能，例如電廠或者熱電聯(lián)產(chǎn)；（2）為加熱或者制程提供熱量。1Kg蒸汽完全冷凝后，就會(huì)在同樣的溫度和壓力下產(chǎn)生1Kg的蒸汽冷凝水，高效的蒸汽系統(tǒng)將會(huì)重新利用這些冷凝水，如果不利用既不節(jié)約能源，同時(shí)也影響環(huán)境，整個(gè)系統(tǒng)也不夠高效。

飽和蒸汽用于加熱后，釋放出潛熱，這是蒸汽中所蘊(yùn)含的絕大部分能量，而剩余在冷凝水中的一部分熱量稱(chēng)作為顯熱，冷凝水不僅含有一定的熱量，而且是蒸餾水，很適合做鍋爐的給水，高效的蒸汽系統(tǒng)將回收這些冷凝水到除氧器、鍋爐給水箱或者其他制程。

高效的冷凝水回收系統(tǒng)，可以收集蒸汽設(shè)備的冷凝水，返回給給水系統(tǒng)在短時(shí)間內(nèi)得到回報(bào)，下圖即為一個(gè)簡(jiǎn)單的冷凝水系統(tǒng)，冷凝水回收到鍋爐給水箱。

2、蒸汽冷凝水回收的意義

2.1節(jié)約成本

冷凝水是有價(jià)值的資源，即使回收一部分也會(huì)有經(jīng)濟(jì)效益；如果冷凝水不做回收，就需要向鍋爐補(bǔ)給冷態(tài)的水，需要增加水的處理費(fèi)，水費(fèi)以及燃料費(fèi)用。

2.2增加鍋爐的出力

低溫的鍋爐給水將會(huì)減少鍋爐蒸汽的產(chǎn)出，給水溫度越低，就需要越多的熱量加熱給水，所以產(chǎn)生蒸汽的熱量也會(huì)相應(yīng)的減少，如果利用冷凝水則會(huì)相應(yīng)的增加鍋爐的出力。

2.3鍋爐給水的質(zhì)量

冷凝水是蒸餾水，幾乎不含溶解固形物，鍋爐需要定期排污以減少溶解固形物，回收較多的冷凝水就以為著排污較少，所以能量損失也會(huì)減小。

綜上冷凝水熱回收的意義可以概括如下：

①減少了水費(fèi)、②減少了水排放費(fèi)用和可能存在的冷凝水的冷卻費(fèi)用、③較少了燃料的消耗、④可以產(chǎn)生更多的蒸汽、⑤減少鍋爐排污、因而降低了能量損失、⑥較少水處理費(fèi)用。

3、冷凝水回收辦法

這系統(tǒng)的功能在于回收利用冷凝水的熱量（包括閃蒸汽熱量）與軟化水，依據(jù)不一樣的狀況可使用不同工藝方式。通常習(xí)慣上有開(kāi)式系統(tǒng)與閉式系統(tǒng)之分。

3.1開(kāi)式系統(tǒng)

該系統(tǒng)冷凝水收集箱是開(kāi)口式，與大氣相通，由于冷凝水進(jìn)入收集箱時(shí)壓力突然降低，水溫高于該壓力對(duì)應(yīng)的沸點(diǎn)，產(chǎn)生大量二次閃蒸汽，剩余冷凝水溫度大約是100℃。實(shí)際上，由于閃蒸散熱或有時(shí)為了防止輸送水泵汽蝕而兌入冷水，回收水溫僅在70℃左右。加之開(kāi)式回收方式會(huì)有空氣進(jìn)入冷凝水回收管道，容易引起管道腐蝕。但開(kāi)式系統(tǒng)裝置簡(jiǎn)單，投資較少。與冷凝水直接排放相比，仍有一定的節(jié)能效果。

3.2閉式系統(tǒng)

該系統(tǒng)中冷凝水收集箱是封閉式，系統(tǒng)內(nèi)冷凝水壓力始終保持高于大氣壓力，使冷凝水水溫低于該壓力下的沸點(diǎn)，冷凝水的熱能得到充分利用。而且閉式系統(tǒng)的冷凝水保持蒸汽原有品質(zhì)，用于鍋爐給水時(shí)，不會(huì)增加溶解氧量，也減少了鍋爐補(bǔ)水量，減少了水處理的費(fèi)用。

冷凝水是否屬于閉式回收，要看系統(tǒng)壓力和大氣壓力之間的關(guān)系。若用汽設(shè)備使用蒸汽壓力為P1，冷凝水回收集水罐的標(biāo)定壓力為P2，大氣壓力為P0。當(dāng)P2越接近于P1時(shí)，回收系統(tǒng)閉式程度越高，節(jié)能率越高；反之，P2越接近于P0時(shí)，回收系統(tǒng)的密閉程度越差，節(jié)能率越小。顯然，密閉系統(tǒng)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)是P0、P1、P2三者的大小關(guān)系。當(dāng)P2=P0時(shí)，就不能稱(chēng)為密閉式回收系統(tǒng)，就變成了開(kāi)式回收系統(tǒng)。其節(jié)能率和開(kāi)式系統(tǒng)也就是一樣的。

4、蒸汽冷凝水回收方式與設(shè)備的確定

因?yàn)楝F(xiàn)在凝結(jié)水回收技術(shù)的接連提升與完善，凝結(jié)水回收設(shè)備的不斷改進(jìn)和新型高性能回收設(shè)備的不斷研制，凝結(jié)水回收系統(tǒng)有效利用凝結(jié)水的各種資源的可能性大大提高。以往，凝結(jié)水回收系統(tǒng)采用的回收設(shè)備一般是疏水閥、集水箱、普通水泵等，對(duì)于回收系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，如汽水共存而產(chǎn)生的管路里的水擊現(xiàn)象，疏水閥選型不當(dāng)而產(chǎn)生的漏汽現(xiàn)象，普通水泵運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的汽蝕問(wèn)題，凝結(jié)水不能有效利用問(wèn)題等等，隨著回收設(shè)備的研制和開(kāi)發(fā)逐步得到解決。如為了充分利用凝結(jié)水中的含汽問(wèn)題和有效利用其能量，在管路里設(shè)置凝結(jié)水?dāng)U容箱，使凝結(jié)水閃蒸產(chǎn)生二次蒸汽，回收閃蒸蒸汽，從而達(dá)到能量的充分利用并解決管路里的水擊問(wèn)題。再如，為解決高溫飽和凝結(jié)水的泵內(nèi)汽蝕問(wèn)題，利用噴射增壓原理，并在國(guó)外先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上，研制的高溫飽和凝結(jié)水密閉回收裝置，解決了離心泵在泵送高溫飽和凝結(jié)水時(shí)產(chǎn)生的汽蝕問(wèn)題，并解決了噴射泵噴射增壓過(guò)程中本身的汽蝕問(wèn)題，為閉式回收系統(tǒng)充分利用凝結(jié)水中的熱能，最大量地回收凝結(jié)水，節(jié)約燃料和軟化水，提高凝結(jié)水回收系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性提供了可能。還有，帶自增壓環(huán)加壓裝置的蒸汽回收壓縮機(jī)，可將蒸汽及高溫凝結(jié)水以高溫方式直接壓進(jìn)鍋爐，這種回收設(shè)備的回收熱效率較高。

5、冷凝水回收項(xiàng)目的熱經(jīng)濟(jì)性分析

對(duì)于閉式冷凝水回收系統(tǒng)，投資主要用于疏水閥單元、回水管網(wǎng)和回收設(shè)備——泵、熱水罐、熱交換器、擴(kuò)容器、高性能的回收裝置等，以及保溫及管網(wǎng)材料、技術(shù)服務(wù)、工程施工費(fèi)用等。而回收項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益則從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析：

1）閉式回收系統(tǒng)封閉運(yùn)行，壓力提高而減少漏汽量產(chǎn)生的效益；

2）冷凝水的回收以節(jié)約軟化水的價(jià)值；

3）冷凝水回收使鍋爐進(jìn)水溫度提高，節(jié)約燃料耗量。

當(dāng)然，還有一定的社會(huì)效益。通常，我們采用工程技術(shù)中常采用的投資回收年限來(lái)確定項(xiàng)目投入的合理性和可行性。

對(duì)于不同的凝結(jié)水改造項(xiàng)目，選用何種回收方式和回收設(shè)備，是該項(xiàng)目能否達(dá)到投資目的至關(guān)重要的一步。首先，要正確選擇凝結(jié)水回收系統(tǒng)，必須準(zhǔn)確地掌握凝結(jié)水回收系統(tǒng)的凝結(jié)水量和凝結(jié)水的排水量。若凝結(jié)水量計(jì)算不正確，便會(huì)使凝結(jié)水管管徑選的過(guò)大或過(guò)小。其次，要正確掌握凝結(jié)水的壓力和溫度，凝結(jié)水的壓力和溫度是選擇凝結(jié)水回收系統(tǒng)的關(guān)鍵。回收系統(tǒng)采用何種方式，采用何種設(shè)備，如何布置管網(wǎng)，需不需要利用二次蒸汽，需不需要回收凝結(jié)水的全部熱量等問(wèn)題都和凝結(jié)水的壓力溫度有關(guān)。第三，凝結(jié)水回收系統(tǒng)的疏水閥的選擇也是回收系統(tǒng)應(yīng)該注意的內(nèi)容。

6、總結(jié)

隨著能源日益緊張，節(jié)能工作越來(lái)越重要，凝結(jié) 水回收作為一種重要的節(jié)能措施將會(huì)被越來(lái)越重視。隨著凝結(jié)水回收技術(shù)的不斷完善和凝結(jié)水回收設(shè)備的研制開(kāi)發(fā)，凝結(jié)水回 收的節(jié)能效益將顯得更為突出。

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