凝結水回收系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和節(jié)能效益

簡介： 在介紹凝結水回收系統(tǒng)的回收方式和目前國內外常用的回收設備的基礎上，對如何選擇回收系統(tǒng)和設備作了詳細的討論。以實例討論了凝結水回收系統(tǒng)的熱經(jīng)濟性，表明凝結水的回收具有顯著的節(jié)能效益。
關鍵字：凝結水回收系統(tǒng) 熱經(jīng)濟性回收方式

1 概述

蒸汽作為一種熱能載體被廣泛應用于發(fā)電、石油、化工、印染、造紙、輕紡、釀造、橡膠、陶瓷等工業(yè)領域中。蒸汽在各用汽設備中放出汽化潛熱后，變?yōu)榻跬瑴赝瑝合碌娘柡湍Y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汽全熱量的20%-30%[1]，且壓力、溫度越高，凝結水具有的熱量就越多，占蒸汽總熱量的比例也就越大?？梢钥闯?，100%的回收凝結水的熱量，并加以有效利用，具有很大的節(jié)能潛力。

目前，許多企業(yè)針對日益顯著的凝結水回收的經(jīng)濟效益、社會效益，以及能源不足帶來的問題，紛紛對生產(chǎn)中產(chǎn)生的凝結水重視起來，以期通過有效的余熱利用，節(jié)約能源，保護環(huán)境，降低生產(chǎn)成本。凝結水回收利用的技改項目不斷上馬，但是如何有效的處理和利用凝結水，如何達到最

優(yōu)化的經(jīng)濟效益是一個值得研究的問題。

2 凝結水回收系統(tǒng)特點

一般來說，凝結水回收系統(tǒng)可分為開式和閉式兩大類［2］。

2.1 開式回收系統(tǒng)

開式回收系統(tǒng)是把凝結水回收到鍋爐的給水罐中，在凝結水的回收和利用過程中，回收管路的一端是向大氣敞開的，通常是凝結水的集水箱敞開于大氣。當凝結水的壓力較低，靠自壓不能到達再利用場所時，可利用泵對凝結水進行壓送。這種系統(tǒng)的優(yōu)點是設備簡單，操作方便，初始投資??；但是系統(tǒng)所得的經(jīng)濟效益差，且由于凝結水直接與大氣接觸，凝結水中的溶氧濃度提高，易產(chǎn)生設備腐蝕。這種系統(tǒng)適用于小型蒸汽供應系統(tǒng)，凝結水量較小，二次蒸汽量較少的系統(tǒng)。該系統(tǒng)被采用時，應盡量減少冒汽量，從而減少熱污染和工質、能量損失。

2.2 閉式回收系統(tǒng)

閉式回收系統(tǒng)是凝結水集水箱以及所有管路都處于恒定的正壓下，系統(tǒng)是封閉的。系統(tǒng)中凝結水所具有的能量大部分通過一定的回收設備直接回收到鍋爐里，凝結水的回收溫度僅喪失在管網(wǎng)降溫部分，由于封閉，水質有保證，減少了回收進鍋爐的水處理費用。其優(yōu)點是凝結水回收的經(jīng)濟效益好，設備的工作壽命長，但是系統(tǒng)的初始投資大，操作不方便。

開式和閉式回收系統(tǒng)僅僅是凝結水回收系統(tǒng)的大體分類，具體的凝結水回收系統(tǒng)還要根據(jù)具體的項目情況，如凝結水的現(xiàn)場條件、凝結水的狀態(tài)參數(shù)、回收目的等的不同而有不同的回收系統(tǒng)。

3 回收方式和設備的確定

對于不同的凝結水改造項目，選用何種回收方式和回收設備，是該項目能否達到投資目的至關重要的一步。首先，要正確選擇凝結水回收系統(tǒng)，必須準確地掌握凝結水回收系統(tǒng)的凝結水量和凝結水的排水量。若凝結水量計算不正確，便會使凝結水管管徑選的過大或過小。其次，要正確掌握凝結水的壓力和溫度，凝結水的壓力和溫度是選擇凝結水回收系統(tǒng)的關鍵?；厥障到y(tǒng)采用何種方式，采用何種設備，如何布置管網(wǎng)，需不需要利用二次蒸汽，需不需要回收凝結水的全部熱量等問題都和凝結水的壓力溫度有關。第三，凝結水回收系統(tǒng)的疏水閥的選擇也是回收系統(tǒng)應該注意的內容。疏水閥選型不同，會影響凝結水被利用時的壓力和溫度，亦會影響回收系統(tǒng)的漏汽情況。

由于目前凝結水回收技術的不斷提高和完善，凝結水回收設備的不斷改進和新型高性能回收設備的不斷研制，凝結水回收系統(tǒng)有效利用凝結水的各種資源的可能性大大提高。以往，凝結水回收系統(tǒng)采用的回收設備一般是疏水閥、集水箱、普通水泵等，對于回收系統(tǒng)中存在的問題，如汽水共存而產(chǎn)生的管路里的水擊現(xiàn)象，疏水閥選型不當而產(chǎn)生的漏汽現(xiàn)象，普通水泵運行時產(chǎn)生的汽蝕問題，凝結水不能有效利用問題等等，隨著回收設備的研制和開發(fā)逐步得到解決。如為了充分利用凝結水中的含汽問題和有效利用其能量，在管路里設置凝結水擴容箱，使凝結水閃蒸產(chǎn)生二次蒸汽，回收閃蒸蒸汽，從而達到能量的充分利用并解決管路里的水擊問題。再如，為解決高溫飽和凝結水的泵內汽蝕問題，利用噴射增壓原理［3］，并在國外先進技術基礎上，研制的高溫飽和凝結水密閉回收裝置，解決了離心泵在泵送高溫飽和凝結水時產(chǎn)生的汽蝕問題，并解決了噴射泵噴射增壓過程中本身的汽蝕問題，為閉式回收系統(tǒng)充分利用凝結水中的熱能，最大量地回收凝結水，節(jié)約燃料和軟化水，提高凝結水回收系統(tǒng)的經(jīng)濟性提供了可能。當然，還有其他一些設備，如利用“熱泵”抽吸閃蒸汽技術研制的JCRS型無疏水閥的熱泵式凝結水回收裝置［4］，它是利用蒸汽噴射式熱泵，將凝結水的閃蒸汽升壓，回收利用，做到汽水同時回收，使可用蒸汽量大于鍋爐的供汽量。并可使凝結水在閃蒸汽被吸走時溫度降低，用防汽蝕泵打回再用，節(jié)能效果顯著。還有，帶自增壓環(huán)加壓裝置的蒸汽回收壓縮機，可將蒸汽及高溫凝結水以高溫方式直接壓進鍋爐，這種回收設備的回收熱效率較高。

凝結水回收裝置的完善使凝結水回收系統(tǒng)的回收效率大大提高，裝置的選擇不僅要考慮回收系統(tǒng)的具體現(xiàn)場情況，還要考慮實際的用汽條件如蒸汽的壓力、溫度，閃蒸汽的回收方式，疏水閥的型式等。

在系統(tǒng)選擇時也并非系統(tǒng)的回收效率越高越好，在系統(tǒng)達到回收目的的同時，還要考慮系統(tǒng)熱經(jīng)濟性的問題，也就是在考慮余熱利用效率的同時，還要考慮初始的投入，即項目的經(jīng)濟技術比較，只有通過合理的經(jīng)濟技術比較達到投入和回收的合理比值才是工程項目的優(yōu)化方案。由于閉式回收系統(tǒng)的效率較高，環(huán)境污染少，往往被回收項目優(yōu)先考慮和采用。

4 結水回收項目的熱經(jīng)濟性分析

對于閉式凝結水回收系統(tǒng)，其總的投資主要有用汽設備的疏水閥的改換或者增加；回收設備———如泵、集水箱、熱交換器、擴容器、高性能的回收裝置等，以及保溫及管網(wǎng)材料、技術服務、工程

施工費用等。幾項費用的累計構成全部工程投資，投資情況需要根據(jù)現(xiàn)場條件和項目的可行性分析來確定。而回收項目的經(jīng)濟效益則是從以下幾個方面進行分析的：

（1）由于采用閉式回收系統(tǒng)，系統(tǒng)封閉運行，使背壓提高而減少蒸汽的漏汽量，產(chǎn)生的效益；

（2）凝結水的回收節(jié)約軟化水的價值；

（3）凝結水回收溫度的提高，使鍋爐進水溫度提高，而節(jié)約的燃料耗量產(chǎn)生的效益。

當然，還有一定的社會效益，凝結水回收可減少蒸汽和凝結水的跑、冒、滴、漏，和廢水排放等產(chǎn)生的污染。很明顯，對于凝結水回收系統(tǒng)的效益和投資間存在著一定的關系，如何使項目在效益與投資中達到一個較為優(yōu)化的點，是凝結水回收系統(tǒng)要考慮的熱經(jīng)濟問題。通常，我們采用工程技術

中常采用的投資回收年限來確定項目投入的合理性和可行性。在綜合考慮了凝結水回收項目的節(jié)

能與經(jīng)濟問題后，一個回收系統(tǒng)的社會與經(jīng)濟效益往往是很顯著的。

例如某印染廠，利用蒸汽放出的汽化潛熱完成烘干、蒸煮等工藝過程的要求，蒸汽放出后，未被回收利用，直接通過疏水閥排向地溝。而經(jīng)過軟化處理過的鍋爐給水，溫度很低時進入除氧器，耗用大量高溫蒸汽，增大了鍋爐的產(chǎn)汽量，從而耗用大量的燃料，生產(chǎn)成本大。為了減少生產(chǎn)成本，節(jié)水，節(jié)能，該廠采用閉式凝結水回收方案，工染缸出來的蒸汽經(jīng)疏水閥變?yōu)橛幸欢囟群蛪毫Φ哪Y水，進入集水箱，在集水箱中產(chǎn)生的閃蒸汽進入鍋爐除氧器，可加熱給水；集水箱中的凝結水則通過防汽蝕泵直接打入除氧器中，回收凝結水及其熱量。另設旁路，可將凝結水壓入軟水箱中，再進入鍋爐。采用該項目后，該印染廠所得到的經(jīng)濟效益是巨大的。如果效益以一年為單位來計算，改造后，該廠減少的用汽設備的蒸汽泄漏量為 864t/a，如果蒸汽按70元/t 的價格計算，可為該廠帶來6.1萬元年的效益；因節(jié)約軟化水帶來的效益為5.8萬元/a；由于提高鍋爐進口溫度，而節(jié)約燃料所帶來的效益為30.2萬元/a。其每年總收益為42萬元/a?？紤]其設備投資及各項費用總計為35萬元/年，通過經(jīng)濟技術比較，自該項目投入使用后，投資在不到十個月的時間里得到了收回，而在采用該系統(tǒng)后因跑冒泄漏產(chǎn)生的環(huán)境污染問題得到了根治，其社會效益是無法估算的。