蒸汽凝結(jié)水安全高效回收研究

梅澤勇，邢勝超

（黔西縣黔希煤化工投資有限責(zé)任公司，貴州 畢節(jié)551500）

1 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人們生活水平的提高，蒸汽的消耗量逐漸增加，但蒸汽在換熱之后產(chǎn)生的大量的凝結(jié)水被浪費(fèi)，不利于水資源的循環(huán)使用。因此，需要加強(qiáng)對(duì)蒸汽凝結(jié)水安全高效回收的研究，通過(guò)運(yùn)用有效的水資源回收策略提高水資源的使用價(jià)值和使用效率。

2 蒸汽凝結(jié)水綜合利用的方法

2.1 蒸汽二次閃蒸

目前，國(guó)內(nèi)主要采取低壓蒸汽凝結(jié)水回收系統(tǒng)進(jìn)行高溫蒸汽的回收使用，低壓蒸汽主要應(yīng)用于反應(yīng)釜的加熱或者部分管線的伴熱系統(tǒng)，這部分蒸汽中的凝結(jié)水以往直接排放到水體當(dāng)中，不僅會(huì)造成水資源的大量浪費(fèi)，而且還會(huì)損失一定的熱量，不利于節(jié)能減排理念的落實(shí)。相關(guān)企業(yè)需要結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，通過(guò)有效的設(shè)計(jì)將這部分的熱量回收使用?？梢詫⒄羝Y(jié)水倒入低壓緩沖罐中，將這部分凝結(jié)水閃蒸產(chǎn)生低壓緩沖罐需要的蒸汽，為后續(xù)溴化鋰制冷機(jī)組的應(yīng)用提供熱量，實(shí)現(xiàn)水蒸汽熱量的再次利用和蒸汽凝結(jié)水的回收使用[1]。

2.2 低壓蒸汽凝結(jié)水回收利用

根據(jù)凝結(jié)水回收是否與大氣直接連通，可以將凝結(jié)水回收系統(tǒng)分為開式凝結(jié)水回收系統(tǒng)與閉式凝結(jié)水回收系統(tǒng)兩類。目前，廣泛應(yīng)用的回收方式是開放式凝結(jié)水回收系統(tǒng)，但是開式回收系統(tǒng)容易造成大量的凝結(jié)水和二次蒸汽的損失，造成水資源和熱量的浪費(fèi)，空氣也容易進(jìn)入管道系統(tǒng)當(dāng)中造成管件和凝結(jié)水管道的腐蝕。閉式凝結(jié)水回收系統(tǒng)相對(duì)來(lái)說(shuō)耗費(fèi)的熱量和凝結(jié)水蒸汽比較少，蒸氣加熱之后送入凝結(jié)水罐當(dāng)中，此時(shí)可以結(jié)合蒸汽的實(shí)際狀態(tài)合理地設(shè)計(jì)凝結(jié)水的壓力，要求凝結(jié)水的壓力要比凝結(jié)水罐的壓力稍高，減少過(guò)多二次蒸汽產(chǎn)生的情況。凝結(jié)水經(jīng)過(guò)除霧裝置除去其中的鐵銹和焊渣等雜質(zhì)，再經(jīng)過(guò)高溫凝結(jié)水泵送入水汽引射器當(dāng)中，使得少量閃蒸處的蒸汽和不同壓力的凝結(jié)器能夠在設(shè)備中相互混合，從而產(chǎn)生良好的能量交換，形成具有一定壓力的混合流體，應(yīng)用到相關(guān)熱氣設(shè)備當(dāng)中避免二次蒸汽被泄露，實(shí)現(xiàn)熱量和水資源的回收使用[2]。

3 蒸汽凝結(jié)水回收系統(tǒng)存在的問(wèn)題

3.1 疏水器泄露問(wèn)題

凝結(jié)水回收系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的組件之一便是疏水器，疏水器的功能和作用直接關(guān)系著回收系統(tǒng)的回收效果以及運(yùn)行質(zhì)量。疏水器對(duì)用熱設(shè)備的汽耗量的大小有決定性的作用，也是整體凝結(jié)水系統(tǒng)是否能夠安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。實(shí)際調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，很多蒸汽凝結(jié)水回收系統(tǒng)的疏水器存在問(wèn)題，在長(zhǎng)時(shí)間使用之后，疏水器由于功能失效會(huì)出現(xiàn)內(nèi)澇嚴(yán)重的現(xiàn)象，造成凝結(jié)水中帶有蒸汽的頻率較多，容易造成凝結(jié)水系統(tǒng)的全面癱瘓，嚴(yán)重影響凈水系統(tǒng)的正常運(yùn)行[3]。

3.2 凝結(jié)水自流問(wèn)題

從蒸汽凝結(jié)水實(shí)際回收管網(wǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)看，從汽水分離器或者疏水機(jī)中出來(lái)的凝結(jié)水需要運(yùn)行相當(dāng)長(zhǎng)的路徑才能夠進(jìn)入凝結(jié)水回收站，路線較長(zhǎng)，而且目前普遍應(yīng)用的凝結(jié)水自流支線管徑比較細(xì)，在換熱器凝結(jié)水壓力不高的情況下，這種較細(xì)較長(zhǎng)的管道系統(tǒng)會(huì)造成低壓凝結(jié)水自流問(wèn)題的出現(xiàn)，不利于低壓凝結(jié)水的回收利用[4]。

3.3 凝結(jié)水壓力問(wèn)題

不同的蒸汽設(shè)備所需的蒸汽壓力也各不相同，但是不同壓力的凝結(jié)水需要進(jìn)入同一個(gè)回收系統(tǒng)當(dāng)中，會(huì)面臨著一定的高低壓共網(wǎng)問(wèn)題，導(dǎo)致不同壓力的凝結(jié)水在同一個(gè)密閉系統(tǒng)中匯集，會(huì)容易產(chǎn)生水擊或者相互頂牛的現(xiàn)象，影響系統(tǒng)的正常安全運(yùn)行，容易引發(fā)安全事故[5]。

3.4 閃蒸器問(wèn)題

凝結(jié)水沿途壓降產(chǎn)生的閃蒸體積的膨脹要比凝結(jié)水的體積大將近1600 倍，造成管道容積嚴(yán)重不足，難以滿足凝結(jié)水的體積膨脹要求。很多疏水器的凝結(jié)水沒(méi)有辦法順利進(jìn)入管網(wǎng)當(dāng)中，只能就地排放，造成水資源的浪費(fèi)。同時(shí)，疏水器的出口壓力有一定的限制，管道的末端壓力為大氣壓力，可以結(jié)合大氣壓力的程度進(jìn)行凝結(jié)水的輸送。但是由于管道末端的壓力與出口壓力存在一定的差別，會(huì)造成輸送能力的提升，但是沿途的閃蒸對(duì)凝結(jié)水的流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一定的限制作用，影響凝結(jié)水的凝結(jié)效率。

4 蒸汽凝結(jié)水回水系統(tǒng)改造

4.1 蒸汽冷凝水回水改造

蒸汽凝結(jié)水的安全高效回收直接關(guān)系著水資源是否能夠高效合理地使用以及熱量的浪費(fèi)程度，因此，必須要加強(qiáng)對(duì)蒸汽冷凝水回水的改造，提高蒸汽凝結(jié)水的凝結(jié)效率和凝結(jié)質(zhì)量。工作人員需要加強(qiáng)對(duì)回收冷凝水的監(jiān)測(cè)與控制，通過(guò)集中在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)置以及連鎖保護(hù)裝置的安裝對(duì)冷凝水的凝結(jié)過(guò)程進(jìn)行全面系統(tǒng)地監(jiān)控，從而能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)冷凝水凝結(jié)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，并采取針對(duì)性的措施進(jìn)行解決，使得各個(gè)車間的凝結(jié)水可以統(tǒng)一地進(jìn)入閃蒸系統(tǒng)當(dāng)中。產(chǎn)生的閃蒸汽可以進(jìn)入除氧器中進(jìn)行二次利用，閃蒸之后的凝結(jié)水也可以進(jìn)行酸堿度和電導(dǎo)率的雙重檢測(cè)，檢測(cè)合格之后凝結(jié)水會(huì)泵送到除氧器當(dāng)中。當(dāng)水質(zhì)超過(guò)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，超標(biāo)凝結(jié)水會(huì)與除氧器進(jìn)行補(bǔ)水換熱，溫度降低之后會(huì)排入污水處理系統(tǒng)中。

4.2 蒸汽凝結(jié)水的有效回收

通過(guò)研究調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，蒸汽凝結(jié)水回收效率較低的最主要原因是由于凝結(jié)水系統(tǒng)管網(wǎng)壓力較高，進(jìn)而很多凝結(jié)水無(wú)法有效進(jìn)入系統(tǒng)所造成的。因此，可以將單位凝結(jié)水壓力進(jìn)行適當(dāng)?shù)卦黾樱蛊溥M(jìn)入凝結(jié)水管網(wǎng)，從而可以實(shí)現(xiàn)蒸汽凝結(jié)水的高效回收利用。生產(chǎn)裝置換熱器當(dāng)中的凝結(jié)水會(huì)進(jìn)入氣水分離器裝置，兩種分離器出口布置合理的增壓設(shè)施進(jìn)行加壓，在路線比較長(zhǎng)和水量比較大的情況下，需要設(shè)置增壓器進(jìn)行處理，由空氣壓縮進(jìn)行增壓分離閃蒸蒸汽。此時(shí)，凝結(jié)水會(huì)被加壓之后繼續(xù)流動(dòng)。隨后，凝結(jié)水進(jìn)入回收站當(dāng)中，在汽水增壓器的作用下再次進(jìn)行閃蒸汽的釋放，凝結(jié)水被加壓之后繼續(xù)流動(dòng)，并進(jìn)入回收總站。此時(shí)，凝結(jié)水的溫度已經(jīng)降低到100℃以下，不會(huì)再有閃蒸汽排空的現(xiàn)象。從而能夠顯著提升蒸汽凝結(jié)水熱量的利用效率，減少熱量的耗散，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

4.3 蒸汽管道疏水改造

結(jié)合蒸汽凝結(jié)水回收系統(tǒng)的工作特點(diǎn)，需要對(duì)在用的熱動(dòng)力式疏水閥進(jìn)行更換，更改為倒吊桶式疏水閥，提高輸水閥的密封性能以及抗沖擊性能，延長(zhǎng)疏水閥的使用壽命。倒吊桶式疏水閥工作的原理在于可以將一個(gè)能把桶提起的力放大，并在受壓的情況下開啟閥門的杠桿系統(tǒng)。由于杠桿系統(tǒng)不存在固定的支點(diǎn)，因此，不會(huì)產(chǎn)生卡阻和磨損的現(xiàn)象，同時(shí)，桶的底部是開口的，也能夠承受住水的壓力，將除氧器與汽排汽管通過(guò)一根管線連接，將蒸汽輸送到一臺(tái)新增的高效管式換熱器，利用常溫除鹽水將蒸汽冷卻，回收利用除氧器蒸汽的熱量，被加熱的除鹽水回到除氧器回收使用。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，蒸汽凝結(jié)水的回收利用是有效節(jié)約熱量資源，提高水資源使用效率的重要手段，也是實(shí)現(xiàn)降本增效的一個(gè)重要舉措。通過(guò)對(duì)蒸汽凝結(jié)水安全高效回收技術(shù)和回收系統(tǒng)的研究，可以使得相關(guān)企業(yè)的蒸汽冷凝水得到高效安全的回收使用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的效果，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，對(duì)相關(guān)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。