双冷凝水回收技术在立井水暖的应用

徐德军

摘 要：在采矿工程开始之前，采矿人员需要先将立井修建好，以便于通过竖井来完成矿物运输、传送采矿人员等工作。另外现代立井还能帮助采矿工作人员完成排水以及通风等工作。为了确保立井水暖系统能够在采矿工作人员有需要的时候充分发挥出作用，很多建设者都会在立井的水暖体系之中对冷凝水进行应用，新型的回收处理冷凝水技术可以在水暖竖井之中发挥良好的作用，本文对这种立井水暖体系之中的回收冷凝水的可靠技术进行解析。

关键词：冷凝水；回收技术；立井水暖；应用

立井的水暖系统对于通风以及排水的要求比较高，如果出现排水与通风不畅的情况，地下的采矿工人就会出现生命危险，因此在正式的开采工作开展之前，工作人员会对立井进行检查，确保其水暖体系能够保持正常运转，在对冷凝水进行处理时，需要充分将立井水暖体系的作用发挥出来。传统的回收技术很难对系统之中的冷凝水进行有效处理，因此本文以全新且有效的回收冷凝水的技术进行研究，结合真实立井工程对该技术进行多角度解析。

1 冷凝水概述

冷凝水从理论上来说是一种很好的蒸馏水，是锅炉重新给水最适合使用的。但是由于众多的影响因素，造成设备出现泄漏的问题。例如在换气设备频繁的蒸汽供停过程中，就会产生是热应力，而在热应力拉伸的过程中就会造成设备发生泄露问题，因此造成不纯物质或不凝气混入其中，造成冷凝水的二次污染。要根据污染状态决定采用哪种冷凝水回收处理办法，是否完善的除氧工艺、锅炉给水的软化和回收管网的严密程度等是衡量冷凝水污染程度高低的主要原因。

显热和潜热是蒸汽热能的两个主要部分，一般情况下，蒸汽的潜能是用汽设备主要利用的，蒸汽的潜热在释放之后还会还原成温度相同的饱和水。同时使用越高的蒸汽压力，价值越大的冷凝水热能就会随之排放出来，闪蒸问题避免不了会在饱和冷凝水的输送过程中发生，并不是在压降至大气压时才会发生冷凝水的闪蒸汽，而闪蒸量最大是降至大气压时发生的。在闪蒸过程中，水汽是呈现相融合的状态，在压力和温度的作用下发生转变，因此冷凝水回收利用具有复杂性的特点。

2 回收处理冷凝水的工艺分析

将蒸汽凝结水收集后冷却到常温作为原水，经过单独的除油设备除油后进入原化学水处理系统处理。此种方法从工艺上最简单可靠，但是它失去了凝结水回用的意义，将大量的低温热和凝结水的高品质全部浪费，使企业损失大量的经济效益。

采用常规的离子交换技术，使用阳床脱除有害离子，使蒸汽凝结水达到锅炉的用水要求。此种工艺主要适用于凝汽式热电厂封闭的“鍋炉―汽轮机―凝结水―除氧器”的封闭循环系统。对炼厂凝结水中的烃类有机分子不能去除，而且烃类还会导致树脂失效。

用树脂或微粒均匀铺在滤层表面，截留需去除杂质，饱和或接近饱和时，将膜爆去，重新铺膜。这种方法存在一些弊端，主要是：使用后的树脂或微粒必须弃去，不能再生和重复利用，设备运行费用高；不能保证铺膜绝对均匀，效果不稳定；步骤多、隐患多，一旦泄漏，油就会污染滤元，使处理后的凝结水被二次污染；靠物理方法截除凝结水中直径为几十纳米的分散态油效果很差，达不到中压锅炉进水要求。

在蒸汽凝结水不降至常温的条件下，运用活性分子膜的超微过滤组合带大量官能团的复合碳纤维吸附方法，能够有效去除凝结水中游离态、机械分散态、乳化态、溶解态的各种烃类及其衍生物。

3 实际应用

3.1 实例分析

新建煤矿立井，现有SHL10-13锅炉两台，负责每分钟加热1.2万m3新鲜空气入井和工业厂房取暖。年耗煤量在8千吨以上，供汽压在0.5 MPa左右，用气设备的高温冷凝水经回水管路直接流到开式贮水池，和冷水混合降温后再通过普通上水泵给锅炉加水，该系统浪费严重。

3.2 使用混合式降温技术给锅炉加水时遇到的问题

在该水暖系统之中，工作人员在锅炉有加水需求时，一般会应用混合式降温方法来解决锅炉加水需求，但是应用之后会出现以下几个问题：首先在加水期间会将100℃的蒸汽以及水凝汽直接排放出来，25%的蒸汽量也会被排放出来，导致热能浪费情况极为严重。排放需要进一步冷却并回收的可用冷凝水会给厂房带去极大的损害，同时造成严重的环境污染问题，直接排放高温饱和的冷凝水也会造成同样的问题。

再对冷凝水进行再应用时，如果将其温度降到常规的水泵的非汽蚀温度以下，能源有效应用效率也会被降低。如果锅炉的实际给水温度相对比较低，锅炉的正常启动速度也会降低，其耐负荷波动的能力也会受到影响，供汽质量同样会受到影响，相关的用气设备也不能安全运转。

3.3 回收冷凝水工艺的应用效果

基于以上问题，技术人员对立井水暖系统中的锅炉应用了回收冷凝水的工艺，充分解决冷凝水收集困难的不良情况，这种方法可以充分节省回收成本，同时也不会给水暖系统带去能量消耗较高的环保问题，同时也能消除原有技术带去的破坏性影响。

技术人员可以以水暖竖井的实际情况，来构建回收高温冷凝水的系统，该系统主要有30组换热用气设备以及两台大型锅炉构成，系统的优势在于内含两套回收冷凝水的可用装置，能够确保回收速度，另外系统之中的降压设备以及自动电气设备均能在水暖系统被应用期间发挥作用。已经处于包合状态的水蒸气可以被从锅炉的位置直接传到到用气设备之中，在热交换活动结束之后，将汽化潜热完全放出后，会生成温度极高的凝结水，在途径疏水装置时，受到压力差的影响，会在集水罐之中汇集。

根据回水压力和冷凝水排量，回水阻力，用压力控制阀来标定集水罐压力，使回水管内的压力保持稳定，以保证疏水器压差和回水管路畅通，集水罐水位用接点压力继电器控制，当回收的饱和冷凝水在集水罐内充到标定高水位时，高冷凝水回收装置就自动启动水泵，将水泵入除氧气器，然后由热水泵泵入锅炉；当集水罐内的水位降到低水位时，回收装置自动停止运行。冷凝水回收系统工作是连续的，密闭的，而高温冷凝水回收装置的运行是间歇的，全自动的。

通过冷凝水回收系统的使用，直接进入锅炉的沸水实现正常运输，锅炉的给水温度能够具有较大的提高。据相关材料显示，如果凝结水的温度达到100℃的话，就会达到50%的回收率，那么就可以节省7%的燃料，这么一来，立井水暖冷凝水回收系统每年可节省是5.6万元的燃料。事实上，蒸馏水就是回收的冷凝水，锅炉的结垢能够减轻，因水垢堵塞而发生爆管事故大大的消除；还有就是因锅炉水质不好而引起的锅炉大量排污可逐渐的减少，同时排污过程中浪费的热能也能够极大的减少。

4 结束语

本文引进了实际的立井水暖体系构建工作，先对需要充分回收的冷凝水的情况进行了展示，又解析了该项回收处理工艺，最后将工艺应用到实际的竖井水暖建设工程案例之中。通过实际的应用效果可以发现，该种回收冷凝水的工艺可以使供汽压力保持稳定，是水暖锅炉能够长时间维持正常的工作状态，在原有的系统之中，一旦出现季节性变化之后，锅炉设备以及其他的水暖设备会出现极度严重的老化情况，而在通过应用这种工艺来收集冷凝水之后，锅炉管理者的工作负担也被减轻，锅炉生产效率的提升也是极为明显的。

参考文献：

[1]王超. （2016）. 冷凝水回收技术在立井水暖的应用. 中国科技博览（4）， 245-245.

[2]王璐. （2017）. 燃气锅炉烟气余热利用与凝结水回收探讨. 建筑工程技术与设计（15）.

[3]谢佳华， & 石杨夏艳. （2016）. 蒸汽喷射热泵技术在冷凝水余热回收中的运用. 化工管理（32）.

[4]田云斌， 王金建， & 翟大举. （2016）. 化工生产闭式凝结水回收装置工作原理及应用. 城市建设理论研究：电子版（10）.