高温凝结水余热利用技术分析及应用

董伟　袁冰

【摘 要】 本文主要介绍了高温凝结水余热利用技术在某大型化工公司中的应用情况，并主要针对当前该公司蒸汽凝结水系统的现状进行了分析，同时系统的介绍了高温凝结水余热利用技术，对于后期高温凝结水余热利用技术的发展有着重要意义。

【關键词】 高温凝结水余热利用技术；现在；改造

一、凝结水预热回收的概述

1、蒸汽凝结水回收技术

蒸汽凝结水回收技术是提高能源利用率、节约水资源的新技术。目前，在许多蒸汽使用的设备中，如蒸汽管道、采暖系统、空调系统等，蒸汽凝结水回收率低，不仅造成很大的能源浪费，而且直接排放形成热污染。现代企业常用燃气蒸汽锅炉，其在企业生产中耗能耗水所占的比重很大，平均为30%以上，以郑州厂为例，自2012年4月到2013年4月，锅炉共耗天然气6937007m3，产蒸汽119240T，耗水103375.4T。通过计量统计，厂区凝结水回收约有1万吨，利用率不足10%。

2、凝结水回收的意义

2.1凝结水回收对锅炉安全运行的影响

凝结水回收使锅炉用水温度提高，水中含氧量减少，在常压下，水温升高30℃，含氧量可降低35%-40%，在一定程度上起到热力除氧的作用，同时避免了锅炉钢板热胀冷缩造成应力不平衡，延长锅炉使用寿命。给水温度提高，降低燃料消耗。通常情况下，蒸汽凝结水的温度比较高，在具备适当的保温条件下，回水的温度能够高达85℃以上，而初始的补给水温度最高只能够达到35℃，二者之间的温差超过了50℃。由此可见，用凝结水作给水能够有效实现能源节约，大大降低了燃料的费用，特别是燃油、燃气锅炉，如此一来能够使其经济效益实现更大化。

2.2凝结水回收对锅炉经济运行的影响

凝结水回收利用能够使得锅炉的清理费用大大降低，而且水处理的费用也会相应减少，使得水、电资源能够大大节约。而且蒸汽凝结水类似于纯净水，具有非常低的杂质含量。对于工业锅炉而言，当回收凝结水将其作给水时，其回收率就会越高，给水的品质也就更高，通常情况下，杂质的含量能够降低5～10倍，如此一来就使得锅炉排污率能够大大降低。对于采用锅内加药处理的锅炉，能够有效利用凝结水作给水，从而使得给水硬度大大降低，一方面能够减少防垢处理的药剂用量，另一方面能够有效确保水质与国家标准保持一致，另外还能够使得锅炉压力的稳定性得到有效保障，大大促进了锅炉效率的提升。

二、高温凝结水余热利用技术分析

1、凝结水的再利用

1.1凝结水再利用价值

当下我国水资源的浪费和环境污染越来越严重，实际运行水平高于发达国家。其中直接使用的水量只占其中一小部分，大部分的都被排放到了环境之中。如果把这些凝结水进行回收利用，促进我国社会经济效益的发展。

1.2凝结水的杂质与去除

一般认为，通过水蒸气凝结出的凝结水，其水质应该是很纯净的。其实不然，凝结水在凝结是往往受到各种各样的因素污染，比如说：进行凝结水制备和运送的设备中，凝结水会被金属腐蚀产物污染；水蒸气凝结时会因为凝结水系统的泄露致使冷却水内的盐类或者是悬浮物质进入凝结水中，造成凝结水的污染。在凝结水被污染后，我们想要使用凝结水就必须想办法来使凝结水中的污染物除去。以下有去除各种污染物的方法：

（1）去除污染物油。可以采用物理处理法、化学处理法和生物处理法来去除油类有机物。物理方法有：气浮法、氧化法、膜分离法、过滤法、吸附法等，这些方法均能用于去除锅炉蒸汽凝结水内的油类化合物。

（2）去除污染物铁。在我国广泛应用的是一种接触氧化出铁的方法，它是利用天然的锰砂来去除铁污染的一种方法。水中的铁一般都是以三价或者二价的形态存在着，通常决定是三价或者二价铁的因素主要是水的PH值和溶解氧的浓度。吸附材料的方法相对于离子交换法来说是一种好的方法。离子交换法虽然可以去除溶解性金属离子，但是阳、阴树脂发生铁污染的可能性比较大，所以相对于吸附材料法来讲确实存在着许多的不足。

（3）膜技术综合净化。膜技术就是进行物理性附着去除多种杂质的一种净化废水的技术。膜技术综合进化是把一个多相体系疏水性污染离子去除的过程。所有这些污染物（金属离子、大分子溶解性有机物、胶体态物质或者难容物）可以被附着到气泡上，然后上浮，从而以泡沫的形式从水中被分离出去。

2、高温凝结水余热利用

2.1用于锅炉补水

高温凝结水实质上是一种十分纯净的软化水，含有较多的热量，我们可以将其直接加入到锅炉中，这不仅减少了锅炉的直接补水量，有效节约了水资源，也降低了水处理的成本，同时也不需要再对凝结水进行加热，节约了燃料成本。因此，将高温凝结水用于锅炉补水有着重要的经济和社会价值。但是由于受到蒸汽的使用目的、生产工艺等的区别，对于凝结水的质量我们往往很难进行严格的控制，一些油等有机物的存在也会影响到对凝结水的重复利用。这就要求我们在对凝结水进行充分利用的条件下，综合衡量成本的投入，对这些凝结水首先进行一定的处理，排除凝结水中携带的污染元素及其他污染物，然后再将其补给到锅炉中。需要引起注意的是，在凝结水回收利用的环节如果有汽轮机，那么就需要对硅元素的含量进行处理，严格将其控制在合理范围内，以免影响到汽轮机正常工作。

2.2加强对闪蒸汽的利用

闪蒸即是指：当饱和状态的凝结水被排放到压力较低的区域时再次生成的新的蒸汽。这些蒸汽在形成的同时会吸收大量的热，因此其应用领域也十分宽广。当形成的闪蒸汽较少时，将其再次输送到软化水箱即可。当形成的闪蒸汽较多时，可以将其输送到闪蒸罐使其输送到相关的低压用汽设备中。也可以将其引入到锅炉等其他设备中实现对相关介质的加热价值，使闪蒸汽所携带的热量能够得到有效的利用。

2.3加强对换热的利用

在凝结水形成的位置同锅炉的距离相对较大、生产单位虽然需要用汽，但是并没有锅炉设备、凝结水中含有一定量的带有腐蚀性的化学物质或者是对凝结水进行处理的成本过高的情况下，我们可以借助换热器等设备，将这些凝结水应用于给锅炉进行加热或其他换热的利用中。

三、高温凝结水余热利用技术的改造

1、减少凝结水过冷度的措施

（1）对真空系统进行灌水查漏，重点检查凝汽器喉部、低压抽汽管路、低压缸轴封蒸汽进出管道焊口、低压缸法兰接合面、热井焊接处、凝结水管道法兰连接处、凝汽器水位计接头处、疏水扩容器焊接处、与热井连接的真空系统阀门等部位，并修补泄漏处；

（2）对凝汽器水位调节器和轴封压力调节器进行检修；

（3）对抽真空系统进行检修，保证抽气设备的正常工作，以便运行时可及时抽出凝汽器内不凝结气体

（4）保证真空部分的严密性

保证真空部分的严密性，防止空气漏入，同时正确配置抽气器。这不仅是为了维持凝汽器内的高真空度，也是防止凝结水过冷的有效措施之一。投运行轴封压力调节器，并将轴封压力控制在规定值内，以防止空气从轴封漏入，影响凝汽器真空。

（5）对凝结水水位及水质的监视与控制

为了消除运行中凝结水水位过高而造成的凝结水过冷却现象，一方面除了要求运行人员对凝结水水位严格监督外，另一方面可通过装设凝结水水位自动调节器和报警装置，使凝结水水位保持在正常范围内。

（6）对冷却水的流量和入口温度调节及控制

冬季冷却水温较低时，为了消除或尽量减小凝结水过冷度并节约厂用电，应减小冷却水流量。可通过改变投运的水泵台数，来调节冷却水流速以获得零过冷度

2、原闪蒸泵组闪蒸罐液控系统改造

新增闪蒸泵组的凝结水输送方式为电泵加压输送模式，电机功率约45kW，而原闪蒸泵组的运行模式也为电泵加压输送，如果原闪蒸泵组和新增闪蒸电泵机组同时运行，势必造成电能的浪费。如果停用原闪蒸罐输送电泵，因原闪蒸罐液位采用泵+出口调节阀的控制模式，泵停用后，整个液位控制系统也相应不能使用。为保证原有系统的完整和改造后的工艺流程可随时切换到改造前的流程运行，在保留原电动输送泵及控制系统的情况下，增加一组原闪蒸罐的闪蒸疏水系统，采用浮球疏水阀疏水，可自动实现阻汽排水，不需要额外增加控制系统，保证闪蒸罐的安全稳定运行。原闪蒸罐闪蒸后的凝结水通过装置内的8B凝结水管道和装置外的6B管道至新增闪蒸罐，新增闪蒸罐内压力最高约0.25MPa，此时的凝结水在6B管道的比摩阻约90Pa/m，原闪蒸罐至新增闪蒸罐距离约100m，阻力损失约0.009MPa，而浮球疏水閥的耐背压能力最高可达疏水阀前压力0.45MPa的80%，完全可以利用疏水阀后背压将凝结水输送至新增闪蒸罐。原闪蒸泵组闪蒸罐液控系统改造如图1中曲线内部所示。

图1 液控系统改造图

四、结束语

综上所述，高温凝结水余热利用技术对于节能降耗有着重要的意义，上文针对某公司的高温凝结水余热利用的现状进行了分析，并提出了相应的改造措施，使得改造后的高温凝结水余热利用系统得到有效改善，不仅大大降低了公司成本，还在一定程度上实现了节能降耗的目的，对于后期高温凝结水余热利用技术的发展至关重要，而且还促使该公司获得了最大的经济效益和环境效益，同时也是其得以可持续发展的重要措施。

参考文献：

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