冷凝水回收

简析蒸汽冷凝水回收蒸汽作为一种清洁、优良、安全的热量载体被广泛用于工业制造的各个行业，如食品、饮料、啤酒、制药、烟草、化工、酒店和医院等。

它除了具有安全、便于产生、输送和控制之外，最重要的是其释放热量相比于其它工业介质更加出色。

而用汽设备放出的汽化潜热，变为近乎同温同压下的饱和凝结水，由于蒸汽的使用压力大于大气压力，所以凝结水所具有的热量可达蒸发焓的25%，一般占蒸汽总热量的20～30%左右,有些特种设备可高达40%。

若能将高温冷凝水作为锅炉补给水循环使用或作为二次闪蒸汽利用,不仅可节约工业用水,更会节约大量的燃料。

这样,锅炉在生产同样量的蒸汽时,就可节约30～40%的燃料，20%左右的锅炉原水和降低水处理费用、减少锅炉烟气的排放量,保护生态环境。

1、冷凝水的性质及相变过程蒸汽热能是由显热和潜热两部分组成，通常用汽设备只利用蒸汽的潜热和少量的显热，释放潜热和少量的显热后的蒸汽还原成高温的冷凝水。

冷凝水是饱和的高温软化水，其热能价值占蒸汽热能价值的25%左右，而且是洁净的蒸馏水，适合重新作为锅炉给水，其回收再利用价值为16—25元/吨。

因此，采取有效的回收系统，最大程度回收系统的热能和软化水是非常必要的，它不但可以节能降耗，也可以消除因二次闪蒸汽的排放而对厂区环境造成的污染，无论是在经济效益、社会效益上都具有十分重要的意义。

饱和蒸汽在进行热量传递的过程中，发生相变，由汽变成水，同时释放出大量潜热，而这个过程是等温冷凝的过程。

例如，设备用汽压力为4bar时，对应的蒸汽温度为151℃,在释放完潜热之后，冷凝水的温度同样为151℃。

如果此时采用闭式回收，选择的疏水器是在饱和点排放冷凝水，高温冷凝水（151℃）将直接通过疏水器进入回收系统。

如果采用开式回收系统，则回收系统压力为大气压力，大气压下水的温度为100℃，因此冷凝水中多余的热量会使一部分水再次蒸发，产生二次蒸汽，不但造成环境污染，而且降低冷凝水回收温度。

2、冷凝水回收方式的选择选用何种回收方式和回收设备，是冷凝水回收能否达到预期目的至关重要的一步。

首先，必须准确地掌握冷凝水回收系统中冷凝水量，若冷凝水量计算不正确，便会使冷凝水回收管径选择不当，造成不必要的浪费。

其次，要正确掌握冷凝水的压力和温度，回收系统采用何种方式、何种设备、如何布置管网，都和冷凝水的压力温度息息相关。

第三，冷凝水回收系统疏水阀的选择也是应该注意的内容，疏水阀选型不妥，会影响冷凝水利用时的压力和温度，亦影响整个回收系统的正常运行。

3、开式冷凝水回收系统与闭式冷凝水回收系统的性能比较3.1开式冷凝水回收系统无法避免的问题3.1.1 开式回收为了减轻气蚀危害，通常采取降低冷凝水温到75℃左右，使水泵不产生汽蚀。

这需要饱和冷凝水在大气压下二次闪蒸，造成能量损失，导致蒸汽热源利用率不足60%。

而且二次闪蒸使周边环境雾气弥漫，排放的废气对水资源、设备和环境资源造成二次污染或损坏。

3.1.2 高温冷凝水具有很高的脱盐度，是理想的锅炉补给水，在不回收或开式回收中却以二次蒸汽的形式将大量的软化水白白浪费掉。

锅炉运行中，一方面为了保持蒸汽品质良好，防止受热面结垢，必须对锅炉进行适当的排污。

另一方面，锅炉排污越多，造成热能、给水和药剂的损失就越多。

若将相当于纯净、杂质含量极低的凝结水，用开放式回收，对锅炉来说，凝结水回收率低，水中杂质含量可增加3～5倍，由此可增加锅炉排污量。

3.1.3 由于冷凝水水温高、溶解氧含量较低，可确保给水余氧含量达到合格标准。

根据水中氧含量与温度、压力的关系，在常压下，水温升高60℃，含氧量可降低66%-80%，可显著减少锅炉的氧腐蚀。

选用开放式回收冷凝水，使冷凝水与大气接触，再次遭到污染及空气中氧气的再次溶入，导致了管路系统内外腐蚀及电导率变化，缩短设备使用寿命，降低凝结水的品质，甚至使其达不到脱盐水标准，丧失了原本可直接作为锅炉给水的洁净蒸汽冷凝水的品质，重新进行水质软化处理，增加水处理费用。

3.1.4无法有效避免水泵气蚀难题，缩短水泵寿命，影响其他设备运行。

3.2闭式冷凝水回收系统的优点3.2.1锅炉的补水一般采用离子交换软化处理，对于碱度较高的原水还需采用软化降碱处理。

原水硬度越高，水处理的运行费用越大。

若以原水平均硬度为4mmol/L计，每吨水软化处理的运行费用约2.5元（其中包括再生剂消耗、再生水耗、树脂损耗及耗电等，而不包括设备和树脂等投资、维修及操作人员费用）。

若回收蒸汽凝结水作锅炉给水，就可减少补给水处理量，不但能节约大量用水，而且降低水处理运行费用，此外，将蒸汽凝结水回收作锅炉给水，还可缩小或简化补给水处理系统，节省投资。

3.2.2锅炉运行时，水中允许的杂质含量确定后，控制的锅炉排污率大小取决于给水中的杂质含量。

在正常情况下，对于工业锅炉来说，当凝结水回收作给水时，回收率越高，给水品质就越好，一般杂质含量可降低5～10倍，由此可大大降低锅炉排污率。

对采用加药处理的锅炉，利用冷凝水作给水能显著降低给水硬度，减少防垢处理的药剂用量，防止锅炉结垢。

3.2.3一般蒸汽冷凝水的温度都较高，在适当的保温措施下，回水的温度可达60℃或以上，而初始补给水的水温只有10℃～25℃，两者温差可达50℃以上。

因此，用凝结水作给水就可大量节约能源，减少燃料费用，尤其对于燃油、燃气锅炉来说，可获得的经济效益更为显著。

尤其对于燃油、燃气锅炉来说，获得的经济效益更为显著。

3.2.4水中的溶解氧是锅炉运行中发生腐蚀的主要因素之一。

目前较常用的除氧方法为热力除氧和化学除氧。

由于在一定的压力下，氧在水中的溶解度是随着水温升高而降低的。

如果给水全部为软化水，在冬季锅炉负荷较大的情况下，无论是热力除氧还是化学除氧，除氧效果往往都难以达到合格标准。

而利用凝结水作为锅炉补水，不但提高了水温，而且冷凝水中的溶解氧含量较低，可确保给水氧含量达到合格标准。

即使对于给水无除氧措施的小型工业锅炉，回收凝结水可大幅度提高给水温度，也能降低水中溶解氧含量。

根据水中氧含量与温度、压力的关系，在常压下，水温升高60℃，含氧量可降低66%～80%。

3.2.5闭式回收后减少了煤炭、天然气、油的使用量，也就降低了排放到大气中的二氧化碳量，有效实现节能减排，尤其是在温室气体排放引起全球气候变暖，备受国际社会及我国各阶层广泛关注的时刻，采取措施减少二氧化碳排放量，能充分的展示一个积极承担社会责任的企业形象，增进企业在公众中的知名度和威信力，有利于企业开拓市场。

4、二次蒸汽回收量分析运行一台8t/h锅炉，汽压维持在4bar时，则对应饱和点温度为151℃，显热为640.7kj/kg，水在0bar时显热为419kj/kg，则过剩的能量为640.7kj/kg-419kj/kg=221.7kj/kg。

因为这部分能量不能存在于水中，它将成为新的压力下蒸发潜热的一部分，水吸收这些热量进行闪蒸，变成二次蒸汽。

水在0bar时替热为2257kj/kg，闪蒸率为221.7kj/kg÷2257kj/kg=9.8%。

也就是说回收的冷凝水中约有9.8%的水以闪蒸汽的形式存在。

若平均蒸汽耗量6000kg/h,冷凝水回收率为80%，锅炉每天运行16小时，每月工作30天计算，每年可利用的的闪蒸汽量约4741.7t，按照燃气锅炉蒸汽成本每吨200.00元，仅二次蒸汽一项每年可回收利用的价值可达95万元(4741.7t×200.00元=95万元)，不仅二次蒸汽被完全回收利用，厂区内没有了“雾气笼罩，白烟滚滚”的现象，工作环境将变得更加舒适美观。

5、高温冷凝水的回收量分析锅炉每天运行16小时，每月工作30天，运行一台8t/h锅炉，每小时平均蒸汽耗量6000kg/h，冷凝水回收率为80%等指标测算，每年可节约费用如下：5.1节约锅炉用水费按照回收的冷凝水量为6000kg/h×80%×16h×30天/月×12月=27648t/年，水费按2.5元/ t计算，则一年节省的水费为27648t/年× 2.5元/t=69120.0元/年。

5.2节约水处理成本费如冷凝水不回收，则须对补充自来水进行软化、初氧等处理，锅炉水处理的费用按2.5元/ t计算，这部分费用为 27648t/年× 2.5元/ t=69120.00元/年，由此可见，实现冷凝水回收，每年节约软化水处理费69120.00元。

5.3节约锅炉燃料费加热1 kg自来水使之到达85℃所需的能量为1kg× 85℃×4.2 kj/ kg·℃=357kj，按照每年回收27648t冷凝水量进行锅炉补水,将其加热到85℃所需热量为 357 kj/kg×27648t= 9870336000kj。

天然气热值为35588kj/m3，锅炉效率80％，则消耗的总燃料为9870336000/(0.8× 35588) =346687.6 m3/年，天然气价格按2.8元/ m3计算，则每年可节省的天然气金额为2.8元/ m3×346687.6 m3/年= 970725.28元/年。

6、结论：冷凝水的回收利用与前端用汽设备有着极其紧密关联，一定要从系统的实用性、合理性角度考虑和设计。

和任何的节能措施一样，坚决避免将节能改造变成负担。

要想实现稳定的节能收益，在短时间内安全、可靠的收回投资成本，就需要有成熟完善的方案和高品质的设备作保障。

另外、冷凝水回收是蒸汽系统节能的重要内容，也是蒸汽投资回收潜力最大的部分之一，随着工业生产水平的提高和环保意识增强等因素的影响，国家已将其列为强制改造项目。