冷凝水余熱回用

㈠ 凝結水的回收方式有哪些

冷凝水回收的主要障礙是水泵輸送高溫凝結水時的氣蝕現象。由於水泵葉輪的抽吸作用，在水泵入口處形成較低的壓力，當進口的凝結水的溫度高於該處水壓所對應的飽和溫度時，凝結水汽化，形成許多小汽泡，這些小汽泡在葉輪處由於流體被壓縮壓力升高，又凝結，形成一個局部空腔，周圍液體以很高的速度沖過來，高速液滴沖擊在葉輪上，液滴的動量很大，長期下去葉輪表面產生許多小坑，使葉輪的使用壽命大大減小。要防止汽蝕發生，必須採取各種防汽蝕措施，提高水泵入口處的壓力，使凝結水溫度低於該處壓力對應的飽和溫度。最簡單的措施就是提高水泵入口前凝結水的重力壓頭，把凝結水儲罐布置在較高的位置，把凝結水泵布置在較低的位置。如果工藝條件不允許或者僅僅靠重力壓達不到要求，就需要使用專門的凝結水回收裝置。

按蒸汽的壓力溫度回收凝結水

(1)用汽設備疏水壓力小於0.15兆帕時，凝結水可以利用重力自流回收。盡量用集水罐水泵吸入口的液位差提供防汽蝕壓頭，如果工藝布置不能保證必要的防汽蝕壓頭，要採取專門的防汽蝕裝置。

(2)用汽設備疏水壓力在0.15～0.6兆帕之間，多數採用增壓回收方式回收凝結水，要仔細核算阻力損失，設計集水罐超壓排汽裝置，考慮直接噴淋吸收和增壓回收兩種方式利用超壓排汽。需要選用泵葉輪耐溫150℃的水泵，配置專門的防汽蝕裝置。

(3)用汽設備凝結水壓力大於0.6兆帕時，採用高壓、中壓回水系統閃蒸裝置，閃蒸汽供中壓或低壓用汽設備。閃蒸量小於或等於低壓熱用戶蒸汽使用量，具有周期使用系數時，直接利用。無中低壓熱用戶時，設中壓或低壓熱交換裝置，加熱其他工藝介質，以達到相同的熱能利用效果。採用噴射熱泵方式，增壓增量利用。

按用汽設備供熱方式回收凝結水

負荷穩定，耗汽量大的用戶

條件：企業生產工藝要求該類換熱設備開機後即處於一種耗汽量和蒸汽使用壓力下的穩定負荷。

管網選擇：按余壓回水方式的限定流速和比摩阻原則設計管徑，可不專門設集水罐。回收管網直接回收裝置。

回收裝置選擇：按回收的冷凝水流量和冷凝水熱用戶阻力確定給水泵防汽蝕裝置流量和揚程，在裝置吸入管考慮裝置故障時的自動排水功能。

特殊工藝用戶

造紙行業：造紙行業有多缸紙機和漿機，每個缸有不同的烘乾溫度和濕度要求，一台紙機或漿機可自成一個獨立的熱能梯級利用系統。設計時要考慮上述因素，將噴射熱泵技術、自控技術和冷凝水回收技術結合起來，以設計最理想的熱能利用系統。

卷煙行業：卷煙行業蒸汽使用參數變化比較大，蒸汽使用有直接加濕和間接加熱兩種方式。可考慮用高壓用汽設備的二次閃蒸汽用於直接加濕或空調採暖等方式，二次閃蒸汽汽量和壓力不足時可用噴射泵引射和增壓。

橡膠行業：用汽設備多，單台耗汽量小，同期使用系數大，用戶回水需要合理的壓力匹配，才能保證硫化溫度。冷凝水既可作鍋爐供水，又可作硫化機內胎用水。

總之，不同工藝要有不同的處理方法，在回收系統上和回收裝置的選配上力求達到最佳的效果。

按用途選擇回收冷凝水

冷凝水做鍋爐補水

冷凝水做鍋爐汽包補水：直接上鍋爐是指將回收裝置出口管接至原鍋爐上水管在省煤器前端的某處(一般應在原上水泵止回閥後端)。由於上水溫度提高，應注意省煤器的安全問題，可通過有關計算，確定省煤器出口的溫度，對於非沸騰式省煤器，此溫度應至少低於飽和溫度30℃，對於沸騰式省煤器，省煤器出口溫度應保證汽水混合物的干度小於或等於20％。在鍋爐原給水控制要求不高或無熱力除氧時選擇該方案。

冷凝水直接進熱力除氧器：大型鍋爐對上水連續性和平穩性要求很高，這時凝結水不再直接輸入鍋爐而是進入熱力除氧器，然後由原鍋爐上水系統完成輸入鍋爐的任務。不管是直接上鍋爐還是間接上鍋爐，從安全的角度考慮，還應設置一根當鍋爐或除氧器滿水時供凝結水排放的管道，此管一般接到軟化水箱中，具有溢流管的性質。

凝結水的這種去向選擇是自動的，一般通過電磁閥、雙迴路調節器等控制閥門來完成。

冷凝水做低溫熱源

當企業利用熱電廠供汽，由於回收管網太長等原因無法直接回收到鍋爐房時，或當冷凝水水質受到二次污染，不能作鍋爐補水時，可作為低溫加熱熱源使用、其方式如下：

企業用於取暖熱源：利用冷凝水的余熱，根據供熱負荷確定是否需要補充部分軟水(或生水)作採暖循環用水，根據余熱量確定供暖面積，可節省集中供熱費用。

用於直接熱水用戶：對於印染、紡織、橡膠、輪胎等企業，需要大量自用高溫軟化熱水，利用冷凝水，污染介質並不影響同行業加熱的目的。

間接換熱熱源：當冷凝水受到污染無法直接利用時，可考慮間接換熱方式。如加熱工藝用水，採暖循環水等非飲用水場合。

總之，凝結式回收的原則是：通過凝結水回收系統中能量的綜合利用，達到最經濟的能量回收利用，保持整個蒸汽熱力系統利用率最高，經濟性最好。凝結水回收中的能量回收實際上有交錯在一起的三種方式：凝結水所含熱能的回收、閃蒸汽的有效利用、軟化水的回收。

對於高、中壓回收系統，在系統中設專門的閃蒸裝置，閃蒸汽供低壓用汽設備使用。同時也減少了其餘凝結水的回收難度。如果沒有下一級低壓蒸汽用戶，可以設置熱交換器，加熱其他用途的工藝介質，做到能量的有效利用。在凝結水回收管網中可以設多級閃蒸裝置，使蒸汽按梯級方式利用。

凝結水回收裝置中最終的凝結水一般送回鍋爐重新使用，這樣不僅節約了熱能，也節約了軟化水，從而也節省了水處理的費用。

有時，凝結水被污染，作為軟化水回收已經沒有意義，但是其中的熱能還是應該盡量回收，可以作為低溫加熱熱源使用，如用於取暖，間接加熱熱水或其他工質。

當企業採用熱電廠供汽時，把凝結水回收到鍋爐管網太長，或者需要回收的凝結水數量太少，不值得設回收管網，也應該把用汽點的凝結水收集起來，就地利用。

㈡ 冷凝水回收技術的冷凝水回收技術改造的節能效果、成本和效益

冷凝水回收是蒸汽熱力系統循環中的一個重要環節，從系統節能的觀點出發，冷凝水回收利用的好壞直接影響蒸汽熱力系統總的能源利用效率。這主要體現在以下幾方面：
1）熱能價值：冷凝水具有蒸汽熱能（焓值）的20%左右，相對於一個不回收冷凝水的系統來講，冷凝水回收改造的節能潛力大於熱力系統中的其它環節。
2）工藝平衡：冷凝水回收系統的完善設計可以彌補疏水閥選型不當而造成的用汽設備蒸汽泄漏3%左右，減少高溫飽和水的閃蒸損失5—10%。
3）熱平衡：回收冷凝水余熱用於熱力除氧，減少熱力除氧器的新蒸汽使用量，減少了高品位蒸汽的消耗量；回收冷凝水到鍋爐汽包可以節省鍋爐燃料，一般來說，給水溫度每上升6℃，就可以節省燃料1%。冷凝水回收有利於鍋爐排污量減少，降低排污熱損失，提高鍋爐熱效率。
4）水平衡：冷凝水做鍋爐給水可減少軟化水處理量，節省軟化水處理費用。 項目投資
冷凝水回收新建項目投資由回收管網、回收泵站、自動控制、土建安裝費用等幾部分組成。
冷凝水回收改造項目投資由用汽設備疏水閥選型、回收管網改造、回收泵站改造、自控系統和部分土建改造等費用組成。企業廠區半徑，用汽設備數量，回收管網管徑及數量，冷凝水壓力等級及流量，冷凝水利用方式及控制方式等決定了項目投資總額。
投資回收期
冷凝水的價值直接體現為熱能價值、冷凝水純凈品質價值和減少排污價值三部分。項目投資雖然因是新建項目和改造項目有所不同，但是冷凝水價值也由於採用動力設備的不同，蒸汽成本也不一樣，以至冷凝水價值也不一樣。以動力設備為燃煤鍋爐為例（燃油和天然氣蒸汽成本更高），蒸汽成本一般為60—90元/噸不等，每噸冷凝水年價值：當設備連續運行時，每年節約冷凝水價值10萬元左右；當設備間斷運行時，每年節約冷凝水價值5萬元左右。運行費用由於冷凝水回收方案因具體情況差別很大，但是冷凝水回收所需的動力消耗與其回收的熱能和軟化水的價值相比要小得多。對冷凝水直接作鍋爐汽包給水的回收系統，回收裝置運行電費可部分抵消鍋爐原給水泵運行電費。對冷凝水作除氧器給水的回收系統，運行費用為回收裝置的冷凝水泵電費。對冷凝水作採暖或其它利用方式時，根據具體應用作具體熱能分析。 通過冷凝水節能技術改造，不僅能帶來良好的節能效果和客觀的經濟效益，也可以產生良好的環境效益和社會效益。
（1）減少環境熱污染
冷凝水從用汽設備排入大氣的一瞬間，由於壓力突然降低，產生大量二次閃蒸汽，噴出的高溫冷凝水夾帶閃蒸汽極易燙傷現場操作工。在北方的冬季，由於環境溫度較低，易形成霧幕，影響行人視線。在夏季，是導致環境高溫的幫凶。
（2）減少煙塵及有害氣體排放量
余熱的回收伴隨供熱量的減少，對燃煤鍋爐而言，意味著燃煤量減少，煙塵排放減少，其中的有害氣體CO2、SO2相應減少。
（3）提高我國能源利用整體水平
由於蒸汽熱力系統的應用非常普遍，幾乎各種行業都大量使用。同時冷凝水回收受到具體生產條件和回收技術條件的限制，普遍回收率偏低。因此通過實施冷凝水回收節能改造可以大幅度提高能源效率，對減輕我國能源需求壓力和環境壓力都非常重要。