工業(yè)蒸汽冷凝水回收

閉式工業(yè)蒸汽冷凝水回收器

蒸汽作為一種清潔、優(yōu)良、安全的熱量載體被廣泛用于工業(yè)制造的各個(gè)行業(yè)，如食品、飲料、啤酒、制藥、煙草、化工、酒店和醫(yī)院等。它除了具有安全、便于產(chǎn)生、輸送和控制的特點(diǎn)外，最重要的是相比于其它工業(yè)介質(zhì)其釋放熱量更加出色。用汽設(shè)備釋放的汽化潛熱，變?yōu)榻跬瑴赝瑝合碌娘柡湍Y(jié)水，由于蒸汽的使用壓力大于大氣壓力，所以凝結(jié)水所具有的熱量可達(dá)蒸發(fā)焓的25%，一般占蒸汽總熱量的20～30%左右,有些特種設(shè)備可高達(dá)40%。若能將高溫冷凝水作為鍋爐補(bǔ)給水循環(huán)使用或二次閃蒸汽利用,不僅可節(jié)約工業(yè)用水,而且會(huì)節(jié)約大量燃料。這樣,鍋爐在生產(chǎn)同樣量的蒸汽時(shí),就可節(jié)約30～40%的燃料和20%左右的鍋爐原水且降低水處理費(fèi)用、減少鍋爐煙氣的排放量,保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

1、冷凝水的性質(zhì)及相變過程

蒸汽熱能是由顯熱和潛熱兩部分組成。蒸汽釋放潛熱和少量顯熱后便被還原為高溫冷凝水。冷凝水是飽和高溫軟化水，其熱能價(jià)值占蒸汽熱能價(jià)值的25%左右，并且其又是潔凈蒸餾水，適合重新為鍋爐供水，回收再利用價(jià)值為16～25元/噸。因此，非常有必要采取有效回收系統(tǒng)，大程度的回收熱能和軟化水，這樣不但可以節(jié)能降耗，而且可以消除因二次閃蒸汽的排放而對廠區(qū)環(huán)境造成污染，無論在經(jīng)濟(jì)效益方面還是社會(huì)效益方面都具有十分重要的意義。

飽和蒸汽在進(jìn)行傳遞熱量時(shí)，發(fā)生相變，由汽變?yōu)樗?，同時(shí)釋放大量潛熱，這是一個(gè)等溫冷凝的過程。例如，設(shè)備用汽壓力為4bar時(shí)，對應(yīng)的蒸汽溫度為151℃,在釋放潛熱結(jié)束之后，冷凝水的溫度同樣為151℃。如果此時(shí)采用閉式回收，選擇的疏水器是在飽和點(diǎn)排放冷凝水，高溫冷凝水（151℃）將直接通過疏水器進(jìn)入回收系統(tǒng)。如果采用開式回收系統(tǒng)，則回收系統(tǒng)壓力為大氣壓力，大氣壓下水的溫度為100℃，因此冷凝水中多余的熱量會(huì)使一部分水再次蒸發(fā)，產(chǎn)生二次蒸汽，不但造成環(huán)境污染，而且降低冷凝水的回收溫度。

2、冷凝水回收方式的選擇

回收方式和回收設(shè)備的選用是冷凝水回收能否達(dá)到預(yù)期目的至關(guān)重要一步。首先，必須準(zhǔn)確掌握回收系統(tǒng)中的冷凝水量，若水量計(jì)算不準(zhǔn)確，便會(huì)導(dǎo)致冷凝水回收管徑選擇不當(dāng)，造成不必要的浪費(fèi)。其次，要準(zhǔn)確掌握冷凝水壓力和溫度，回收系統(tǒng)采用何種方式、何種設(shè)備、如何布置管網(wǎng)都與冷凝水的壓力及溫度息息相關(guān)。最后，冷凝水回收系統(tǒng)疏水閥的選擇也是應(yīng)該注意的內(nèi)容，不妥的疏水閥選型會(huì)影響冷凝水的壓力和溫度，進(jìn)而影響整個(gè)回收系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3、開式冷凝水回收系統(tǒng)與閉式冷凝水回收系統(tǒng)的性能比較

3.1開式冷凝水回收系統(tǒng)的缺點(diǎn)

3.1.1 為了減輕氣蝕危害，開式冷凝水回收系統(tǒng)通常將冷凝水溫度降到75℃左右，而這需要飽和冷凝水在大氣壓下二次閃蒸，造成能量損失，進(jìn)而導(dǎo)致蒸汽熱源利用率不足60%，而且二次閃蒸會(huì)使周邊環(huán)境霧氣彌漫，排放的廢氣對水資源、設(shè)備和環(huán)境資源都會(huì)造成二次污染或損壞。

3.1.2 高溫冷凝水具有很高的脫鹽度，是理想的鍋爐補(bǔ)給水，在不回收或開式回收中卻以二次蒸汽的形式白白浪費(fèi)。在鍋爐運(yùn)行時(shí)，一方面為了保持蒸汽品質(zhì)良好，防止受熱面結(jié)垢，必須對鍋爐進(jìn)行適當(dāng)排污。另一方面，鍋爐排污越多，造成熱能、給水和藥劑的損失就越多。若用開放式冷凝水回收系統(tǒng)回收純凈、雜質(zhì)含量極低的凝結(jié)水，對鍋爐來說，凝結(jié)水回收率低，雜質(zhì)含量可增加3～5倍，由此可增加鍋爐排污量。

3.1.3 根據(jù)水中氧含量與溫度和壓力的關(guān)系，常壓下，水溫升高60℃，含氧量可降低66%～80%，能夠顯著減少鍋爐的氧腐蝕。若選用開放式回收系統(tǒng)回收冷凝水，冷凝水與大氣接觸后會(huì)再次遭到污染,氧氣的再次溶入會(huì)導(dǎo)致管路系統(tǒng)內(nèi)外腐蝕及電導(dǎo)率的變化，縮短設(shè)備使用壽命，降低凝結(jié)水的品質(zhì)，甚至使其達(dá)不到脫鹽水的標(biāo)準(zhǔn)，喪失了潔凈蒸汽冷凝水的品質(zhì)。

3.1.4無法有效避免水泵氣蝕難題，縮短水泵壽命，影響其他設(shè)備運(yùn)行。

3.2閉式工業(yè)蒸汽冷凝水回收器的優(yōu)點(diǎn)

3.2.1鍋爐補(bǔ)水一般需要采用離子交換軟化處理，對于堿度較高的原水還需降堿處理。原水硬度越高，水處理費(fèi)用越高。若原水平均硬度以4mmol/L計(jì)，則每噸水軟化處理費(fèi)用約2.5元（其中包括再生劑消耗、再生水耗、樹脂損耗及耗電等，而不包括設(shè)備和樹脂等投資、維修及操作人員費(fèi)用）。將蒸汽凝結(jié)水回收后作鍋爐給水，便可減少補(bǔ)給水處理量，不但節(jié)約用水，而且降低水處理費(fèi)用，此外，還可縮小或簡化補(bǔ)給水處理系統(tǒng)，節(jié)省投資。

3.2.2鍋爐運(yùn)行時(shí)，水中允許的雜質(zhì)含量被確定后，鍋爐排污率大小則取決于水中雜質(zhì)的含量。對于工業(yè)鍋爐來說，正常情況下，當(dāng)凝結(jié)水回收作給水時(shí)，回收率越高，給水品質(zhì)越好，一般雜質(zhì)含量可降低5～10倍，由此可大大降低鍋爐排污率。對于加藥處理的鍋爐，利用冷凝水給水時(shí)能顯著降低給水硬度，減少防垢處理的藥劑用量，防止鍋爐結(jié)垢。

3.2.3一般蒸汽冷凝水的溫度較高，在適當(dāng)?shù)谋卮胧┫?，回水溫度可達(dá)60℃或以上，而初始給水溫度只有10℃～25℃，兩者溫度相差50℃左右。因此，用凝結(jié)水給水可大量節(jié)約能源，減少燃料費(fèi)用，尤其對于燃油、燃?xì)忮仩t來說，獲得的經(jīng)濟(jì)效益更為顯著。

3.2.4水中的溶解氧是鍋爐運(yùn)行時(shí)發(fā)生腐蝕的主要因素之一。目前較常用的除氧方法為熱力除氧和化學(xué)除氧。在一定壓力下，氧在水中的溶解度隨著水溫升高而降低。冬季鍋爐負(fù)荷較大的情況下，若給水全部為軟化水，無論是熱力除氧還是化學(xué)除氧，效果往往都難以達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。而若利用凝結(jié)水作為鍋爐補(bǔ)水，不但可提高水溫，而且冷凝水中的溶解氧含量較低，可確保給水氧含量達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。

3.2.5閉式回收減少煤炭、天然氣、油的使用量，降低了排放到大氣中的二氧化碳量，有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。