工業(yè)蒸汽凝結(jié)水回收利用的方法和節(jié)能效益

江濤

摘 要：介紹凝結(jié)水回收方式，對(duì)如何選擇回收系統(tǒng)和設(shè)備作以探討，以實(shí)例討論了凝結(jié)水回收系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，表明凝結(jié)水的回收具有顯著的節(jié)能效果

關(guān)鍵詞：凝結(jié)水 回收利用 效益 節(jié)能

中圖分類(lèi)號(hào)：S210.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2017）09-0-01

一、前言

在工業(yè)生產(chǎn)中，蒸汽作為一種用途極為廣泛的能源與幾乎所有的企業(yè)有著不可分割的聯(lián)系。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，以往蒸汽經(jīng)間接加熱后形成凝結(jié)水，通過(guò)疏水閥排入地溝。這樣既浪費(fèi)了能源，又污染了環(huán)境。而冷凝水擁有大量的熱能，這部分熱量一般占蒸汽總熱量的20～40%。如能將這部分損失掉的熱量加以回收利用，作為鍋爐補(bǔ)給水，既能節(jié)約了鍋爐補(bǔ)水、節(jié)約鍋爐燃料消耗量，同時(shí)又能提高鍋爐給水品質(zhì)，降低了鍋爐排污率。所以，工業(yè)生產(chǎn)中回收凝結(jié)水的熱量，并加以有效利用，具有很大的節(jié)能潛力。

二、凝結(jié)水回收的目的、意義

凝結(jié)水回收的目就是為了節(jié)約能源，因?yàn)槟Y(jié)水回收除本身攜帶的熱能外，其回收的水質(zhì)如符合鍋爐給水品質(zhì)的要求，還將是良好的鍋爐補(bǔ)給水。

1.減少鍋爐補(bǔ)給水量、節(jié)約用水和運(yùn)行費(fèi)用

工業(yè)鍋爐的補(bǔ)給水一般采用鈉離子交換軟化處理，對(duì)于堿度較高的原水還需采用軟化-降堿處理。原水硬度越高，水處理的運(yùn)行費(fèi)用越大。若回收蒸汽凝結(jié)水作鍋爐給水，就可減少補(bǔ)給水處理量，不但能節(jié)約大量用水，而且降低水處理運(yùn)行費(fèi)用。

2.提高給水品質(zhì)，降低鍋爐排污率

在鍋爐運(yùn)行中，為了保持蒸汽品質(zhì)保持合格，防止管道受熱面日久結(jié)垢，鍋爐需定時(shí)進(jìn)行排污。但鍋爐排污量增加越多，也會(huì)造成熱能、給水等損失的增加。所以，減少鍋爐排污量，在一定程度上是增加了鍋爐的產(chǎn)汽量，提高了鍋爐出力。

3.提高給水溫度，降低燃料消耗

蒸汽凝結(jié)水的溫度都一般可達(dá)到 70℃～100℃，而鍋爐在沒(méi)有凝結(jié)水回收時(shí)補(bǔ)給水的水溫只有20℃左右。而凝結(jié)水回水溫度一般都可達(dá)60℃～70℃，而把這部分凝結(jié)水作為鍋爐補(bǔ)水送入鍋筒再次利用，可節(jié)約大量能源，減少鍋爐燃料消耗量，從而達(dá)到節(jié)能增效目的。實(shí)踐也證明，將蒸汽間接加熱的凝結(jié)水如若按60%回收，與將其完全排放相比可節(jié)約鍋爐燃料消耗量的10%～22%。具有顯著的節(jié)能效果。

三、凝結(jié)水回收方法對(duì)比分析

1.開(kāi)式回收系統(tǒng)

該系統(tǒng)冷凝水收集箱是開(kāi)口式，即冷凝水的集水箱敞開(kāi)于大氣。開(kāi)式回收冷凝水進(jìn)入收集箱時(shí)壓力突然降低，產(chǎn)生大量二次閃蒸汽，造成回收水溫僅在70℃左右，系統(tǒng)因有空氣進(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。

2.密閉式回收系統(tǒng)

密閉式凝結(jié)水回收系統(tǒng)主要是針對(duì)開(kāi)放式凝結(jié)水回收系統(tǒng)存在的漏氣、閃蒸損失以及回收凝結(jié)水溫度低等問(wèn)題設(shè)計(jì)。密閉式凝結(jié)水回收系統(tǒng)，用汽設(shè)備排放的冷凝水經(jīng)管道集中到密閉保溫儲(chǔ)水罐中，然后通過(guò)回收裝置將凝結(jié)水直接輸入到鍋爐，組成一個(gè)從給設(shè)備供汽到凝結(jié)水回收利用的密閉循環(huán)系統(tǒng)。

3.開(kāi)式與密閉式回收系統(tǒng)方式的比較

3.1開(kāi)放式蒸汽凝結(jié)水回收系統(tǒng)只能利用80℃以下的熱水， 而密閉式回收系統(tǒng)可回收 100℃以上的飽和水；

3.2開(kāi)式凝結(jié)水回收采用位差式系統(tǒng)，與大氣接觸，系統(tǒng)操作、維修較復(fù)雜，且熱能和閃蒸損失大，環(huán)境污染大，相對(duì)與開(kāi)放式回收，密閉式回收系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便，故障率低、維修方便，同時(shí)避免了熱能和閃蒸損失，真正達(dá)到了回收系統(tǒng)全自動(dòng)的連續(xù)運(yùn)行。

綜上，密閉式蒸汽凝結(jié)水回收系統(tǒng)，蒸汽凝結(jié)水的回收是連續(xù)的，且與大氣相隔絕，同時(shí)，高溫凝結(jié)水回收裝置的運(yùn)行也實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)加量和開(kāi)停車(chē)。所以，密閉式凝結(jié)水回收系統(tǒng)，無(wú)論從理論上和實(shí)踐上，都具有較高的的節(jié)能效果和余熱回收率。

開(kāi)放式回收與密閉式回收對(duì)比如表1。

四、凝結(jié)水回收方式和設(shè)備的確定

對(duì)于不同的冷凝水改造項(xiàng)目，選用何種回收方式和蒸汽冷凝水回收設(shè)備，是項(xiàng)目能否達(dá)到投資目的至關(guān)重要的一步。

首先，必須準(zhǔn)確地掌握蒸汽冷凝水回收裝置的冷凝水量，其次，要正確掌握冷凝水的壓力和溫度，第三，注重冷凝水回收系統(tǒng)疏水閥的選擇。

在蒸汽冷凝水回收設(shè)備選擇時(shí)也并非回收效率越高越好，還要考慮經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題，也就是在考慮余熱利用效率的同時(shí)，還要考慮初始的投入，由于密閉式回收系統(tǒng)具有效率高，環(huán)境污染少的優(yōu)勢(shì)，往往被優(yōu)先采納。

五、冷凝水回收節(jié)能量及效益計(jì)算

凝結(jié)水回收效益取決于兩方面，一是凝結(jié)水回收率的大小，二是凝結(jié)水回收溫度的高低，本文回收的凝結(jié)水作為鍋爐補(bǔ)給水使用。

計(jì)算示例：鍋爐熱效率90%，燃煤低位發(fā)熱量為18840 kJ/kg，鍋爐排污率5%，補(bǔ)給水溫度20℃，該系統(tǒng)凝結(jié)水總回收率達(dá)到70%，凝結(jié)水溫度90℃，凝結(jié)水送入補(bǔ)水箱混合后再進(jìn)入鍋爐。燃煤?jiǎn)蝺r(jià)為785元/t，補(bǔ)給水單價(jià)4.5元/t，計(jì)算凝結(jié)水回收系統(tǒng)的節(jié)約燃煤量、節(jié)水量及節(jié)約效益。效益測(cè)算以每1蒸噸為單位。

1.節(jié)煤量計(jì)算

凝結(jié)水回收所節(jié)省的燃煤量為：

ΔBns=ε·（hns - hgs）/η·Qnet ×103 Kg/t

ε= Gns /D ×100%

凝結(jié)水回收節(jié)約燃料費(fèi)Δδr=ΔBns×δr×10-3 元/t

式中：ε——凝結(jié)水總回收率%，即凝結(jié)水回收總量占鍋爐產(chǎn)汽量的百分比；

hns——凝結(jié)水焓值 kJ/kg，90℃ hns =377kJ/kg

hgs——給水焓值 kJ/kg，20℃ hgs=84kJ/kg

Gns——凝結(jié)水回收總量 t/hendprint

D——鍋爐產(chǎn)汽量 t/h

η——鍋爐效率 %

Qnet——入爐燃料低位發(fā)熱量 kJ/kg

δr——入爐煤?jiǎn)蝺r(jià) 元/t，685元/t

ε= Gns /D ×103

=70/100×103

=700 kg/h

ΔBns=ε·（hns - hgs）/η·Qnet ×103 Kg/t

=70×（377-84）/90×18840×103

=12.1 kg/t

凝結(jié)水回收節(jié)約燃料費(fèi)為

Δδr=ΔBns×δr×10-3 元/t

=12.1×785×10-3

=9.5元/t

2.節(jié)水量計(jì)算

凝結(jié)水不回收的鍋爐補(bǔ)給水量為

Gbw=（1+P/100）×103 Kg/t

凝結(jié)水回收的鍋爐補(bǔ)給水量為

Gbj=（1+P/100）（1-ε/100）×103

鍋爐補(bǔ)水減少量即為節(jié)水量

ΔGb= Gbw- Gbj=（1+P/100）·ε/100×103 Kg/t

凝結(jié)水回收節(jié)約水費(fèi)Δδ=ΔGb×δs×10-3 元/t

式中：P——鍋爐排污率%

δs——鍋爐補(bǔ)水單價(jià)，元/t

ΔGb= Gbw- Gbj=（1+P/100）·ε/100×103 Kg/t

=（1+5/100） ×70/100×103

=735 Kg/t

Δδs =ΔGb×δs×10-3 元/t

=735×4.5×10-3

=3.3元/t

3.每蒸噸總節(jié)省的費(fèi)用

每蒸噸總節(jié)省費(fèi)用=Δδr + Δδs

=9.5+3.3

=12.8元/t

六、結(jié)論

1.密閉式蒸汽凝結(jié)水回收技術(shù)，我國(guó)是從80年末期開(kāi)始應(yīng)用到實(shí)踐中，前后經(jīng)歷了二三十年的歷程，隨著密閉式蒸汽凝結(jié)水回收系統(tǒng)技術(shù)和裝置的日益完善和提高，現(xiàn)已發(fā)展為成熟、可靠的節(jié)能技術(shù)，是我國(guó)目前作為節(jié)能舉措中最為行之有效的方法，企業(yè)可以予以采用；

2.密閉式蒸汽凝結(jié)水回收系統(tǒng)無(wú)論從理論上和實(shí)踐上，都具有較高的節(jié)能效果和余熱回收率；

3.在實(shí)際運(yùn)用中應(yīng)注重提高凝結(jié)水回收率和回收溫度這兩個(gè)因素，以獲取最大的節(jié)能效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙國(guó)凌 蒸汽供熱系統(tǒng)凝結(jié)水回收及其效益計(jì)算 運(yùn)行與管理 2012

[2]候輝，凝結(jié)水回收和利用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社；

[3]王汝武，凝結(jié)水回收方式的選擇[J].節(jié)能2001。endprint