蒸汽冷凝水回收技术

蒸汽冷凝水回收技术

[摘要]在工业生产中，蒸汽作为热量载体被广泛的应用，蒸汽的冷凝水含有巨大的余热资源，回收不当浪费严重。本文重点介绍了几种常见的回收方式在不同场合的应用，并逐一说明。

【关键词】蒸汽冷凝水;闭式回收;节能

蒸汽作为常见的的热量载体，纯净安全，而且热容量高，在工业系统得到广泛应用。蒸汽在用汽设备中释放热量，最终变成冷凝水，通过疏水器排放。这部分冷凝水不仅具有相当可观的余热资源，而且水质优良，没污染的话可以作为蒸馏水用。回收不当，会造成巨大的浪费。所以，针对不同的使用条件和工况，采用恰当的方式的回收冷凝水，是一项非常值得研究的课题。

1、蒸汽冷凝水回收的意义

蒸汽冷凝后，会产生质量相当的相同压力的冷凝水。蒸汽的热量由潜热和显热两部分组成。加热设备通常使用饱和蒸汽，饱和蒸汽用于加热后，释放出潜热，这是蒸汽中蕴含的绝大部分能量，而剩余在冷凝水中的热量就是显热。

冷凝水自压力较高的换热设备排除后，由于疏水阀后的压力较低，一部分冷凝水会闪蒸成二次蒸汽。闪蒸气的比例由冷凝水的温度、压力决定，一般闪蒸蒸汽占到高压冷凝水的10%-15%。我们分析一下冷凝水排放的热量转换，以常用的表压0.6MPa蒸汽为例，饱和汽比焓为2768kj/kg，高温冷凝水的比焓为721kj/kg，自疏水器排放到大气环境中，压力为常压，每千克水中只有419kj的热量，那么多余的热量：721-419=302kj，这部分就是二次闪蒸成蒸汽的热量。已知常压下的蒸发焓为2258kj/kg，那么：

二次闪蒸蒸汽的百分比=×100% = 13.4%

冷凝水占蒸汽热量的百分比=×100% = 26%

由上述计算中可以看到冷凝水及冷凝水二次闪蒸汽的热量比例，使用蒸汽压力越高，排放的冷凝水热能价值越大。另外，锅炉补水采用的软化水或去离子水，原水要经过树脂离子交换或膜过滤等工艺处理才能达标，锅炉运行中要保障锅水的品质，还要有定期排污、连续排污的损耗，就回收水而言，依然有很大的价值。

2、蒸汽冷凝水回收方式

总体来说，蒸汽冷凝水的回收有开式系统和闭式系统之分。

⑴开式系统：

最常见的是开式水箱，冷凝水进入敞口水箱收集。冷凝水进入水箱压力骤降，水温高于常压沸点，产生了大量二次闪蒸汽。这种回收方式简单，但是回收不彻底，闪蒸汽基本全部浪费，能源利用率低。

⑵闭式系统：

主要是通过特种设备及管道的布置，闭式回收蒸汽凝结水。回收系统不与大气接触，减少跑、冒、滴、漏的热损失和热污染，冷凝水的回收温度可达100℃以上，节约水处理费用，节能率达高达20%以上。因此闭式回收方法将成为冷凝水回收工作的主要方法，下面重点介绍闭式回收的几种方式。

3、蒸汽冷凝水闭式回收的实例

（1）用热设备的冷凝水回收

换热器是最典型的用热设备，根据用热负荷的大小和用途来选择换热器的形式和换热面积。设备的冷凝水排放量大，冷凝水排放回收有问题，会直接影响到

换热效果。图1是较典型的闭式回收的流程：

此类闭式系统，需要注意将排气管线回接到热交换器空间里，以平衡热交换器、集水罐、汽泵的压力，这样才能使冷凝水靠重力流入集水罐和汽泵，回收到冷凝水系统。特别指出的是，此类系统不需要安装蒸汽疏水器。

汽泵使用蒸汽或惰性气体作为动力源，回收冷凝水，不使用电力。它由弹簧辅助的浮球联动机构操作，排放量大，结构紧凑，工作可靠，而且没有密封泄露和汽蚀的困扰。

（2）二次闪蒸汽的再利用

如果用热设备使用的蒸汽压力较高，二次闪蒸汽可采用梯级利用的方式，用于低压用汽设备，如图2：

高压蒸汽的冷凝水收集到闪蒸罐，闪蒸的二次汽用于低压系统的加热。高低压蒸汽管线间的减压阀组用于系统开车，或补充低压蒸汽的不足。这样的系统，匹配好高压蒸汽、低压蒸汽的量是很关键的，否则互相牵制影响使用。比如，当产生的二次低压汽供一个加热器用不了，两个同时供又不够用，这种情况两个低压加热器须同时使用，否则会影响高压加热器的用量。不够的汽量通过减压阀补充。

（3）利用喷射泵回收

如果一次蒸汽的压力不高，闪蒸汽产生的二次汽压力太低，可采用蒸汽喷射泵引射的方法。如图3。

蒸汽喷射工艺利用一次蒸汽引射闪蒸罐内的二次蒸发汽，混合后在喷射泵的出口管道形成压力较低的二次蒸汽，输送到其他的用汽点。引射系统主要由蒸汽喷射泵、压力变送器、控制系统及配套阀门仪表组成。当使用二次汽的负荷变化时，压力变送器将信号送到控制系统，输出调节信号至喷射泵的电动调节机构，调节机构自动调节高压蒸汽的进汽量，从而保证二次蒸汽的压力稳定。另外，通过喷射泵的引射作用，闪蒸罐内的压力是负压，这样冷凝水的汽化更加充分。也有一些特殊的场合采用多级引射装置，目的也是为了更充分的利用余热。

以上列举了常见的回收冷凝水的几种方式，虽然不同的工艺条件回收方式有所区别，最终的目的是尽可能多的利用热能和冷凝水，最大限度的节约能源。在工程实际中，不能只局限于简单的几种模式，还要根据实际情况灵活多变的应用，才能达到最佳的效果。