蒸汽冷凝水回收技術(shù)

發(fā)表于: 2015-08-15 / 分類: 公司新聞 / 瀏覽: 2,414 views 次

蒸汽作為常見的的熱量載體，純凈安全，而且熱容量高，在工業(yè)系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。蒸汽在用汽設(shè)備中釋放熱量，最終變成冷凝水，通過疏水器排放。這部分冷凝水不僅具有相當可觀的余熱資源，而且水質(zhì)優(yōu)良，沒污染的話可以作為蒸餾水用?；厥詹划?，會造成巨大的浪費。所以，針對不同的使用條件和工況，采用恰當?shù)姆绞降幕厥绽淠?，是一項非常值得研究的課題。

1、蒸汽冷凝水回收的意義

蒸汽冷凝后，會產(chǎn)生質(zhì)量相當?shù)南嗤瑝毫Φ睦淠?。蒸汽的熱量由潛熱和顯熱兩部分組成。加熱設(shè)備通常使用飽和蒸汽，飽和蒸汽用于加熱后，釋放出潛熱，這是蒸汽中蘊含的絕大部分能量，而剩余在冷凝水中的熱量就是顯熱。

冷凝水自壓力較高的換熱設(shè)備排除后，由于蒸汽疏水閥后的壓力較低，一部分冷凝水會閃蒸成二次蒸汽。閃蒸氣的比例由冷凝水的溫度、壓力決定，一般閃蒸蒸汽占到高壓冷凝水的10%-15%。我們分析一下冷凝水排放的熱量轉(zhuǎn)換，以常用的表壓0.6MPa蒸汽為例，飽和汽比焓為2768kj/kg，高溫冷凝水的比焓為721kj/kg，自疏水器排放到大氣環(huán)境中，壓力為常壓，每千克水中只有419kj的熱量，那么多余的熱量：721-419=302kj，這部分就是二次閃蒸成蒸汽的熱量。已知常壓下的蒸發(fā)焓為2258kj/kg，那么：

二次閃蒸蒸汽的百分比 =×100% = 13.4%

冷凝水占蒸汽熱量的百分比=×100% = 26%

由上述計算中可以看到冷凝水及冷凝水二次閃蒸汽的熱量比例，使用蒸汽壓力越高，排放的冷凝水熱能價值越大。另外，鍋爐補水采用的軟化水或去離子水，原水要經(jīng)過樹脂離子交換或膜過濾等工藝處理才能達標，鍋爐運行中要保障鍋水的品質(zhì)，還要有定期排污、連續(xù)排污的損耗，就回收水而言，依然有很大的價值。

2、蒸汽冷凝水回收方式

總體來說，蒸汽冷凝水的回收有開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)之分。

⑴ 開式系統(tǒng)：

最常見的是開式水箱，冷凝水進入敞口水箱收集。冷凝水進入水箱壓力驟降，水溫高于常壓沸點，產(chǎn)生了大量二次閃蒸汽。這種回收方式簡單，但是回收不徹底，閃蒸汽基本全部浪費，能源利用率低。

⑵ 閉式系統(tǒng)：

主要是通過特種設(shè)備及管道的布置，閉式回收蒸汽凝結(jié)水。回收系統(tǒng)不與大氣接觸，減少跑、冒、滴、漏的熱損失和熱污染，冷凝水的回收溫度可達100℃以上，節(jié)約水處理費用，節(jié)能率達高達20%以上。 因此閉式回收方法將成為冷凝水回收工作的主要方法，下面重點介紹閉式回收的幾種方式。

3、蒸汽冷凝水閉式回收的實例

（1）用熱設(shè)備的冷凝水回收

換熱器是最典型的用熱設(shè)備，根據(jù)用熱負荷的大小和用途來選擇換熱器的形式和換熱面積。設(shè)備的冷凝水排放量大，冷凝水排放回收有問題，會直接影響到換熱效果。圖1是較典型的閉式回收的流程：

此類閉式系統(tǒng)，需要注意將排氣管線回接到熱交換器空間里，以平衡熱交換器、集水罐、汽泵的壓力，這樣才能使冷凝水靠重力流入集水罐和汽泵，回收到冷凝水系統(tǒng)。特別指出的是，此類系統(tǒng)不需要安裝蒸汽疏水器。

汽泵使用蒸汽或惰性氣體作為動力源，回收冷凝水，不使用電力。它由彈簧輔助的浮球聯(lián)動機構(gòu)操作，排放量大，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，而且沒有密封泄露和汽蝕的困擾。

（2）二次閃蒸汽的再利用

如果用熱設(shè)備使用的蒸汽壓力較高，二次閃蒸汽可采用梯級利用的方式，用于低壓用汽設(shè)備，如圖2：

高壓蒸汽的冷凝水收集到閃蒸罐，閃蒸的二次汽用于低壓系統(tǒng)的加熱。高低壓蒸汽管線間的減壓閥組用于系統(tǒng)開車，或補充低壓蒸汽的不足。這樣的系統(tǒng)，匹配好高壓蒸汽、低壓蒸汽的量是很關(guān)鍵的，否則互相牽制影響使用。比如，當產(chǎn)生的二次低壓汽供一個加熱器用不了，兩個同時供又不夠用，這種情況兩個低壓加熱器須同時使用，否則會影響高壓加熱器的用量。不夠的汽量通過減壓閥補充。

（3）利用噴射泵回收

如果一次蒸汽的壓力不高，閃蒸汽產(chǎn)生的二次汽壓力太低，可采用蒸汽噴射泵引射的方法。如圖3。

蒸汽噴射工藝利用一次蒸汽引射閃蒸罐內(nèi)的二次蒸發(fā)汽，混合后在噴射泵的出口管道形成壓力較低的二次蒸汽，輸送到其他的用汽點。引射系統(tǒng)主要由蒸汽噴射泵、壓力變送器、控制系統(tǒng)及配套閥門儀表組成。當使用二次汽的負荷變化時，壓力變送器將信號送到控制系統(tǒng)，輸出調(diào)節(jié)信號至噴射泵的電動調(diào)節(jié)機構(gòu)，調(diào)節(jié)機構(gòu)自動調(diào)節(jié)高壓蒸汽的進汽量，從而保證二次蒸汽的壓力穩(wěn)定。另外，通過噴射泵的引射作用，閃蒸罐內(nèi)的壓力是負壓，這樣冷凝水的汽化更加充分。也有一些特殊的場合采用多級引射裝置，目的也是為了更充分的利用余熱。

以上列舉了常見的回收冷凝水的幾種方式，雖然不同的工藝條件回收方式有所區(qū)別，最終的目的是盡可能多的利用熱能和冷凝水，最大限度的節(jié)約能源。在工程實際中，不能只局限于簡單的幾種模式，還要根據(jù)實際情況靈活多變的應(yīng)用，才能達到最佳的效果。