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

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1 概述

蒸汽作為一種熱能載體被廣泛應(yīng)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(lǐng)域中。蒸汽在各用汽設(shè)備中放出汽化潛熱后，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)蒸汽全熱量的20%-30%[1]，且壓力、溫度越高，凝結(jié)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(jié)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(duì)日益顯著的凝結(jié)水回收的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益，以及能源不足帶來(lái)的問(wèn)題，紛紛對(duì)生產(chǎn)中產(chǎn)生的凝結(jié)水重視起來(lái)，以期通過(guò)有效的余熱利用，節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境，降低生產(chǎn)成本。凝結(jié)水回收利用的技改項(xiàng)目不斷上馬，但是如何有效的處理和利用凝結(jié)水，如何達(dá)到最

優(yōu)化的經(jīng)濟(jì)效益是一個(gè)值得研究的問(wèn)題。

2 凝結(jié)水回收系統(tǒng)特點(diǎn)

一般來(lái)說(shuō)，凝結(jié)水回收系統(tǒng)可分為開(kāi)式和閉式兩大類［2］。

2.1 開(kāi)式回收系統(tǒng)

開(kāi)式回收系統(tǒng)是把凝結(jié)水回收到鍋爐的給水罐中，在凝結(jié)水的回收和利用過(guò)程中，回收管路的一端是向大氣敞開(kāi)的，通常是凝結(jié)水的集水箱敞開(kāi)于大氣。當(dāng)凝結(jié)水的壓力較低，靠自壓不能到達(dá)再利用場(chǎng)所時(shí)，可利用泵對(duì)凝結(jié)水進(jìn)行壓送。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，初始投資??；但是系統(tǒng)所得的經(jīng)濟(jì)效益差，且由于凝結(jié)水直接與大氣接觸，凝結(jié)水中的溶氧濃度提高，易產(chǎn)生設(shè)備腐蝕。這種系統(tǒng)適用于小型蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)，凝結(jié)水量較小，二次蒸汽量較少的系統(tǒng)。該系統(tǒng)被采用時(shí)，應(yīng)盡量減少冒汽量，從而減少熱污染和工質(zhì)、能量損失。

2.2 閉式回收系統(tǒng)

閉式回收系統(tǒng)是凝結(jié)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(jié)水所具有的能量大部分通過(guò)一定的回收設(shè)備直接回收到鍋爐里，凝結(jié)水的回收溫度僅喪失在管網(wǎng)降溫部分，由于封閉，水質(zhì)有保證，減少了回收進(jìn)鍋爐的水處理費(fèi)用。其優(yōu)點(diǎn)是凝結(jié)水回收的經(jīng)濟(jì)效益好，設(shè)備的工作壽命長(zhǎng)，但是系統(tǒng)的初始投資大，操作不方便。

開(kāi)式和閉式回收系統(tǒng)僅僅是凝結(jié)水回收系統(tǒng)的大體分類，具體的凝結(jié)水回收系統(tǒng)還要根據(jù)具體的項(xiàng)目情況，如凝結(jié)水的現(xiàn)場(chǎng)條件、凝結(jié)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(shè)備的確定

對(duì)于不同的凝結(jié)水改造項(xiàng)目，選用何種回收方式和回收設(shè)備，是該項(xiàng)目能否達(dá)到投資目的至關(guān)重要的一步。首先，要正確選擇凝結(jié)水回收系統(tǒng)，必須準(zhǔn)確地掌握凝結(jié)水回收系統(tǒng)的凝結(jié)水量和凝結(jié)水的排水量。若凝結(jié)水量計(jì)算不正確，便會(huì)使凝結(jié)水管管徑選的過(guò)大或過(guò)小。其次，要正確掌握凝結(jié)水的壓力和溫度，凝結(jié)水的壓力和溫度是選擇凝結(jié)水回收系統(tǒng)的關(guān)鍵?；厥障到y(tǒng)采用何種方式，采用何種設(shè)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(jié)水的全部熱量等問(wèn)題都和凝結(jié)水的壓力溫度有關(guān)。第三，凝結(jié)水回收系統(tǒng)的疏水閥的選擇也是回收系統(tǒng)應(yīng)該注意的內(nèi)容。疏水閥選型不同，會(huì)影響凝結(jié)水被利用時(shí)的壓力和溫度，亦會(huì)影響回收系統(tǒng)的漏汽情況。

由于目前凝結(jié)水回收技術(shù)的不斷提高和完善，凝結(jié)水回收設(shè)備的不斷改進(jìn)和新型高性能回收設(shè)備的不斷研制，凝結(jié)水回收系統(tǒng)有效利用凝結(jié)水的各種資源的可能性大大提高。以往，凝結(jié)水回收系統(tǒng)采用的回收設(shè)備一般是疏水閥、集水箱、普通水泵等，對(duì)于回收系統(tǒng)中存在的問(wèn)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(dāng)而產(chǎn)生的漏汽現(xiàn)象，普通水泵運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的汽蝕問(wèn)題，凝結(jié)水不能有效利用問(wèn)題等等，隨著回收設(shè)備的研制和開(kāi)發(fā)逐步得到解決。如為了充分利用凝結(jié)水中的含汽問(wèn)題和有效利用其能量，在管路里設(shè)置凝結(jié)水?dāng)U容箱，使凝結(jié)水閃蒸產(chǎn)生二次蒸汽，回收閃蒸蒸汽，從而達(dá)到能量的充分利用并解決管路里的水擊問(wèn)題。再如，為解決高溫飽和凝結(jié)水的泵內(nèi)汽蝕問(wèn)題，利用噴射增壓原理［3］，并在國(guó)外先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上，研制的高溫飽和凝結(jié)水密閉回收裝置，解決了離心泵在泵送高溫飽和凝結(jié)水時(shí)產(chǎn)生的汽蝕問(wèn)題，并解決了噴射泵噴射增壓過(guò)程中本身的汽蝕問(wèn)題，為閉式回收系統(tǒng)充分利用凝結(jié)水中的熱能，最大量地回收凝結(jié)水，節(jié)約燃料和軟化水，提高凝結(jié)水回收系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性提供了可能。當(dāng)然，還有其他一些設(shè)備，如利用“熱泵”抽吸閃蒸汽技術(shù)研制的JCRS型無(wú)疏水閥的熱泵式凝結(jié)水回收裝置［4］，它是利用蒸汽噴射式熱泵，將凝結(jié)水的閃蒸汽升壓，回收利用，做到汽水同時(shí)回收，使可用蒸汽量大于鍋爐的供汽量。并可使凝結(jié)水在閃蒸汽被吸走時(shí)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(jī)，可將蒸汽及高溫凝結(jié)水以高溫方式直接壓進(jìn)鍋爐，這種回收設(shè)備的回收熱效率較高。

凝結(jié)水回收裝置的完善使凝結(jié)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(chǎng)情況，還要考慮實(shí)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(shí)也并非系統(tǒng)的回收效率越高越好，在系統(tǒng)達(dá)到回收目的的同時(shí)，還要考慮系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性的問(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，即項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，只有通過(guò)合理的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較達(dá)到投入和回收的合理比值才是工程項(xiàng)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(xiàng)目?jī)?yōu)先考慮和采用。

4 結(jié)水回收項(xiàng)目的熱經(jīng)濟(jì)性分析

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

施工費(fèi)用等。幾項(xiàng)費(fèi)用的累計(jì)構(gòu)成全部工程投資，投資情況需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件和項(xiàng)目的可行性分析來(lái)確定。而回收項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益則是從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析的：

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

（2）凝結(jié)水的回收節(jié)約軟化水的價(jià)值；

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

當(dāng)然，還有一定的社會(huì)效益，凝結(jié)水回收可減少蒸汽和凝結(jié)水的跑、冒、滴、漏，和廢水排放等產(chǎn)生的污染。很明顯，對(duì)于凝結(jié)水回收系統(tǒng)的效益和投資間存在著一定的關(guān)系，如何使項(xiàng)目在效益與投資中達(dá)到一個(gè)較為優(yōu)化的點(diǎn)，是凝結(jié)水回收系統(tǒng)要考慮的熱經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。通常，我們采用工程技術(shù)

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

能與經(jīng)濟(jì)問(wèn)題后，一個(gè)回收系統(tǒng)的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)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(guò)程的要求，蒸汽放出后，未被回收利用，直接通過(guò)疏水閥排向地溝。而經(jīng)過(guò)軟化處理過(guò)的鍋爐給水，溫度很低時(shí)進(jìn)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(jié)水回收方案，工染缸出來(lái)的蒸汽經(jīng)疏水閥變?yōu)橛幸欢囟群蛪毫Φ哪Y(jié)水，進(jìn)入集水箱，在集水箱中產(chǎn)生的閃蒸汽進(jìn)入鍋爐除氧器，可加熱給水；集水箱中的凝結(jié)水則通過(guò)防汽蝕泵直接打入除氧器中，回收凝結(jié)水及其熱量。另設(shè)旁路，可將凝結(jié)水壓入軟水箱中，再進(jìn)入鍋爐。采用該項(xiàng)目后，該印染廠所得到的經(jīng)濟(jì)效益是巨大的。如果效益以一年為單位來(lái)計(jì)算，改造后，該廠減少的用汽設(shè)備的蒸汽泄漏量為 864t/a，如果蒸汽按70元/t 的價(jià)格計(jì)算，可為該廠帶來(lái)6.1萬(wàn)元年的效益；因節(jié)約軟化水帶來(lái)的效益為5.8萬(wàn)元/a；由于提高鍋爐進(jìn)口溫度，而節(jié)約燃料所帶來(lái)的效益為30.2萬(wàn)元/a。其每年總收益為42萬(wàn)元/a?？紤]其設(shè)備投資及各項(xiàng)費(fèi)用總計(jì)為35萬(wàn)元/年，通過(guò)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，自該項(xiàng)目投入使用后，投資在不到十個(gè)月的時(shí)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(wèn)題得到了根治，其社會(huì)效益是無(wú)法估算的。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著世界能源日益緊張，節(jié)能工作越來(lái)越重要，凝結(jié)水回收作為一種重要的節(jié)能措施將會(huì)被越來(lái)越重視。又由于蒸汽能量的廣泛應(yīng)用，凝結(jié)水回收技術(shù)的不斷完善和凝結(jié)水回收設(shè)備的研制開(kāi)發(fā)，凝結(jié)水回收的節(jié)能效益將顯得更為突出。

參考文獻(xiàn)：

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