工業蒸汽冷凝水回收

閉式工業蒸汽冷凝水回收器

蒸汽作為一種清潔、優良、安全的熱量載體被廣泛用于工業制造的各個行業，如食品、飲料、啤酒、制藥、煙草、化工、酒店和醫院等。它除了具有安全、便于產生、輸送和控制的特點外，最重要的是相比于其它工業介質其釋放熱量更加出色。用汽設備釋放的汽化潛熱，變為近乎同溫同壓下的飽和凝結水，由于蒸汽的使用壓力大于大氣壓力，所以凝結水所具有的熱量可達蒸發焓的25%，一般占蒸汽總熱量的20～30%左右,有些特種設備可高達40%。若能將高溫冷凝水作為鍋爐補給水循環使用或二次閃蒸汽利用,不僅可節約工業用水,而且會節約大量燃料。這樣,鍋爐在生產同樣量的蒸汽時,就可節約30～40%的燃料和20%左右的鍋爐原水且降低水處理費用、減少鍋爐煙氣的排放量,保護生態環境。

1、冷凝水的性質及相變過程

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，其熱能價值占蒸汽熱能價值的25%左右，并且其又是潔凈蒸餾水，適合重新為鍋爐供水，回收再利用價值為16～25元/噸。因此，非常有必要采取有效回收系統，大程度的回收熱能和軟化水，這樣不但可以節能降耗，而且可以消除因二次閃蒸汽的排放而對廠區環境造成污染，無論在經濟效益方面還是社會效益方面都具有十分重要的意義。

飽和蒸汽在進行傳遞熱量時，發生相變，由汽變為水，同時釋放大量潛熱，這是一個等溫冷凝的過程。例如，設備用汽壓力為4bar時，對應的蒸汽溫度為151℃,在釋放潛熱結束之后，冷凝水的溫度同樣為151℃。如果此時采用閉式回收，選擇的疏水器是在飽和點排放冷凝水，高溫冷凝水（151℃）將直接通過疏水器進入回收系統。如果采用開式回收系統，則回收系統壓力為大氣壓力，大氣壓下水的溫度為100℃，因此冷凝水中多余的熱量會使一部分水再次蒸發，產生二次蒸汽，不但造成環境污染，而且降低冷凝水的回收溫度。

2、冷凝水回收方式的選擇

回收方式和回收設備的選用是冷凝水回收能否達到預期目的至關重要一步。首先，必須準確掌握回收系統中的冷凝水量，若水量計算不準確，便會導致冷凝水回收管徑選擇不當，造成不必要的浪費。其次，要準確掌握冷凝水壓力和溫度，回收系統采用何種方式、何種設備、如何布置管網都與冷凝水的壓力及溫度息息相關。最后，冷凝水回收系統疏水閥的選擇也是應該注意的內容，不妥的疏水閥選型會影響冷凝水的壓力和溫度，進而影響整個回收系統的正常運行。

3、開式冷凝水回收系統與閉式冷凝水回收系統的性能比較

3.1開式冷凝水回收系統的缺點

3.1.1 為了減輕氣蝕危害，開式冷凝水回收系統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，進而導致蒸汽熱源利用率不足60%，而且二次閃蒸會使周邊環境霧氣彌漫，排放的廢氣對水資源、設備和環境資源都會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。在鍋爐運行時，一方面為了保持蒸汽品質良好，防止受熱面結垢，必須對鍋爐進行適當排污。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回收純凈、雜質含量極低的凝結水，對鍋爐來說，凝結水回收率低，雜質含量可增加3～5倍，由此可增加鍋爐排污量。

3.1.3 根據水中氧含量與溫度和壓力的關系，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回收冷凝水，冷凝水與大氣接觸后會再次遭到污染,氧氣的再次溶入會導致管路系統內外腐蝕及電導率的變化，縮短設備使用壽命，降低凝結水的品質，甚至使其達不到脫鹽水的標準，喪失了潔凈蒸汽冷凝水的品質。

3.1.4無法有效避免水泵氣蝕難題，縮短水泵壽命，影響其他設備運行。

3.2閉式工業蒸汽冷凝水回收器的優點

3.2.1鍋爐補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，水處理費用越高。若原水平均硬度以4mmol/L計，則每噸水軟化處理費用約2.5元（其中包括再生劑消耗、再生水耗、樹脂損耗及耗電等，而不包括設備和樹脂等投資、維修及操作人員費用）。將蒸汽凝結水回收后作鍋爐給水，便可減少補給水處理量，不但節約用水，而且降低水處理費用，此外，還可縮小或簡化補給水處理系統，節省投資。

3.2.2鍋爐運行時，水中允許的雜質含量被確定后，鍋爐排污率大小則取決于水中雜質的含量。對于工業鍋爐來說，正常情況下，當凝結水回收作給水時，回收率越高，給水品質越好，一般雜質含量可降低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，防止鍋爐結垢。

3.2.3一般蒸汽冷凝水的溫度較高，在適當的保溫措施下，回水溫度可達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，用凝結水給水可大量節約能源，減少燃料費用，尤其對于燃油、燃氣鍋爐來說，獲得的經濟效益更為顯著。

3.2.4水中的溶解氧是鍋爐運行時發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除氧，效果往往都難以達到合格標準。而若利用凝結水作為鍋爐補水，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到合格標準。

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，有效實現節能減排。