凝结水回收方案

凝结水回收方案
一、凝结水回收意义
1、对凝结水进行回收后，可以消除因排放凝结水和闪蒸二次汽造成的热污染，减少厂区上空漂浮的白色蒸汽，消除潮湿环境，达到清洁生产。

2、回收高品质的水，从而节约了软化水资源，降低生产运行成本。

3、回收凝结水热能，降低能耗。

二、凝结水处理的必要性
如果不对凝结水中的超标杂质进行处理，会给锅炉的安全运行带来如下危害：
1、凝结水中的铁含量超标给锅炉带来的危害
锅炉给水中含有铁时，进入锅炉后，会在炉管上生成氧化铁水垢和磷酸盐水垢，而给锅炉的安全运行带来危害。

1）氧化铁水垢。

氧化铁水垢的导热性能很差，平均导热系数只有0.1～0.2kcal/(m·h·℃)，仅为钢材的1.67‰～5‰；即使与锅炉内常见的钙镁水垢相比，平均导热数也要低很多，约为钙镁水垢平均导热系数的1.67%～40%。

而资料显示，锅炉受热面上附着1mm厚的水垢时，其燃料的消耗将增加1.5～3.0%，由此可见，在锅炉炉管上生成的氧化铁水垢将大大降低锅炉的经济性。

氧化铁水垢不仅严重阻碍传热，而且会造成传热面局部温度过高，导致金属强度下降。

因此，锅炉给水的铁含量超标，还容易造成炉管变形，进而危及锅炉的安全。

2）磷酸盐水垢。

锅炉给水的铁含量超标，会导致锅炉中磷酸盐水垢的生成速度很快。

由于磷酸盐水垢容易从传热面上脱落，因此锅炉给水的铁含量超标很容易引发爆管事故。

另外，因给水中含有铁而产生的锅炉水垢还会引起垢下腐蚀。

2、凝结水中的油含量超标给锅炉带来的危害
1）锅炉给水的油含量超标，将直接导致炉水产生泡沫及在炉水中生成漂浮的水渣，造成蒸汽品质恶化。

2）锅炉给水中含有油时，进入锅炉后，油质会在传热面上受热分解产生固体附着物。

这种固体附着物的导热性能更差，平均导热系数只有0.08～0.10kcal/(m·h·℃)，仅为钢材的1.33‰～2.5‰；钙镁水垢的1.33%～20%，大大降低了锅炉的经济性。

油质分解产生的固体附着物不仅严重阻碍传热，而且会造成传热面局部温度过高，导致金属强度下降。

因此，锅炉给水的油含量超标，也容易造成炉管变形，进而危及锅炉的安全。

3）锅炉给水中含有油时，进入锅炉后，油在炉水和蒸汽的高温高压作用下，会发生热水解并产生酸性物质。

如果锅炉给水的油含量超标，则容易造成炉水的pH值降低，进而对锅炉产生腐蚀危害。

4）锅炉给水中含有油时，进入锅炉后，油沫水滴会被蒸汽带入过热器中，在传热面上受热分解产生导热系数很低的固体附着物，严重阻碍传热。

如果锅炉给水的油含量超标，还容易造成过热器管的过热损害。

3、凝结水中的离子含量超标给锅炉带来的危害
1）结垢
锅炉给水中含有离子，进入锅炉后，会在与水接触的传热面上生成水垢，不仅有钙镁水垢，还有硅酸盐水垢、氧化铁水垢、磷酸盐水垢和铜垢等。

锅炉给水中离子含量超标，将大大加快这些水垢的生成速度。

各种不同水垢的特性和平均导热系数见下表-1：
从上表中可以看出，水垢的导热性能比金属低几十到几百倍。

锅炉结垢后，传热面从燃料燃烧产生的火焰和烟气中吸收的热量将不能很好的传递给水，导致受热面温度升高，受热面金属强度下降。

当受热面温度超过了金属所能承受的允许温度时，就会引起鼓包和爆管事故。

锅炉结垢不仅会危及安全运行，而且大大降低了经济性，如在锅炉受热面上附着1mm厚的水垢时，其燃料消耗将增加1.5~3.0%，又如在汽机凝汽器中结垢会导致凝汽器的真空度降低，从而使汽机的热效率和出力降低。

锅炉结垢，不仅会降低锅炉热效率，增加锅炉燃料消耗或降低锅炉出力，而且会增加锅炉的清洗次数，增加化学清洗药剂的消耗，降低锅炉的使用寿命，无形中也增加了锅炉的运行费用。

2）腐蚀：
锅炉给水中离子超标，在与水接触的传热面上生成水垢后，还会引起垢下腐蚀。

这种腐蚀一般是坑蚀，不仅会缩短锅炉的使用寿命，造成经济损失，严重的还会在锅炉的传热面上造成穿孔或爆裂，引发锅炉事故；而且，其腐蚀产物又会转入炉水中污染水质，从而加剧传热面上的结垢，结垢又促进垢下腐蚀，造成腐蚀和结垢的恶性循环。

3）排污量增加：
锅炉给水中的离子超标，必然会增加锅炉的排污量，既增加了锅炉的工质损失，同时也降低了锅炉的热能利用效率。

4）过热器和汽轮机积盐：
锅炉给水中离子超标，会使锅炉产生的蒸汽中带有杂质。

这些杂质会沉积在使用蒸汽的设备部位，造成积盐。

过热器积盐会引起爆管事故；汽轮机积盐则不仅会降低汽轮机的出力和效率，严重时会使推力轴承负荷增大，隔板弯曲，造成事故停机。

三、全厂蒸汽凝结水现状
1、全厂凝结水产量、分布及回用状态
目前全厂凝结水主要集中在聚丙烯车间、催化二车间及沥青车间酸性水汽提装置。

对各装置凝结水产量及温度进行初略统计，具体情况如表-2。

注：因无流量计以上凝结水量均为根据蒸汽量所估计的值。

2、各装置凝结水水质状况
蒸汽凝结水不能回收利用的原因主要是其铁离子浓度较高，不能满足锅炉给水水质标准。

现对各装置凝结水铁含量进行了分析，其结果如下表-3：
近期对除氧器、疏水箱及丙烯回水(电厂处取样)进行了跟踪，其铁离子含量分析如表-4
凝结水作为高品质的水主要回用至余热电厂作为中压锅炉补水，回用疏水及生产回水水质标准如表-5
从以上各表可以看出，凝结水浪费的情况比较严重，且水质达不到回用至电厂中压锅炉的标准，因此对凝结水进行回收利用需从两方面着手，一是对全厂凝结水进行系统的回收，二是对凝结水进行精处理，使水质达标。

四、设计规模
根据现有凝结水量统计，设计该套回收装置规模为60t/h。

五、设计方案
1、凝结水回收
1)聚丙烯凝结水。

因机泵输送且温度相对较低，可直接配管将该部分凝结水送至电厂。

现聚丙烯凝结水送至老区锅炉管线已有，但管线偏细（DN50），更换DN80管线。

利用原从余热电厂送除盐水至老区锅炉管线输送凝结水至新区油品处，再新配一DN80管线至余热电厂。

（具体流程图见附图1，该管线已配置完成）
2)二催化脱硫区、稳定区及酸性水汽提装置凝结水。

这三个区域的凝结水通过自压输送并汇集于一根管线送至电厂。

但由于脱硫区及稳定区凝结水压力较低，无法送出。

考虑对这两部分凝结水重新布管送至电厂装置区。

3)油品罐区、伴热凝结水。

因该部分凝结水较分散，且水量较小。

需增设汽动泵组并重新布管回收到电厂。

对这部分凝结水回收采取分步实施方式，暂时先不回收，待其他装置凝结水回收后再实施。

4) 新区各装置凝结水从中部送入蒸汽扩容器后会产生二次蒸汽，将电厂除盐水从蒸汽扩容器上部送入作为喷淋水，使二次蒸汽可进一步冷凝。

顶部低压蒸汽送至电厂除氧器中，使得乏汽能够回收利用。

底部凝结水送入凝结水储罐中。

因聚丙烯凝结水温度相对较低，一部分作为喷淋水送入蒸汽扩容器中，一部分直接送入凝结水储罐。

2、凝结水处理
各装置凝结水在凝结水储罐中利用油水重力差，沉降分离除去一部分油质，从罐上部溢流口排出。

用新配凝结水泵从凝结水底部抽出，送至除油过滤器1＃、2＃，进一步降低水中油含量。

经过简单除油处理后，再经过凝结水精处理系统处理后送至余热电厂疏水箱中。

（具体流程图见附图2）
六、改造内容
1、凝结水回收部分
1)新增汽动泵两台；
2)新增蒸汽扩容器一台；
3)新增凝结水储罐一台；
4)新增除油过滤器两台；
5)新增两台凝结水泵；
6)新增流量计6个。

2、凝结水处理部分
新增凝结水精处理系统一整套。

3、对工艺管线作适当调整与优化，使流程更合理，操作更方便。

七、投资概算
工艺设备投资概算如下表-6所示：
表-6投资概算表
九、经济效益估算
回收凝结水量按设计量的50%计，即30吨/时计，年运行时间按8000小时计
则年回收凝结水量为30吨/时×8000小时＝24万吨
凝结水热值：按处理后凝结水80℃与常温20℃（进化学制水的温度）下热能差值折算标煤为9.57公斤/吨水，折价12.36元/吨水（按830元/吨煤计，随市价波动）；
凝结水水值：按除盐水价格与自来水价格差价计为8元/吨；
凝结水总价值：12.36元/吨+8元/吨=20.36元/吨；
年回收凝结水效益：24万吨×20.36元/吨=488.5万元；
凝结水回收处理装置吨运行成本以0.3元计；
凝结水年运行成本：24万吨×0.3元/吨=7.2万元；
年设备折旧费：350/10=35万元；
年回收处理凝结水效益：488.5万元-35万元-7.2万元=446.3万元。

则回收周期为：350/446.3≈0.78(年)≈9.4(月)
凝结水泵
注：图中虚线为需新增管线
图-1聚丙烯凝结水回收流程示意图
注：图中虚线为需新增设备及管线
图-2装置凝结水回收处理及乏汽回收流程示意图。