蒸汽凝结水安全高效回收研究

蒋建文 王建恩 朱世波 高敏

摘 要：对回收的冷凝水进行集中在线监测并连锁保护，监测合格后方可利用，多增加一道保护屏障。将各车间的凝结水统一进入凝结水闪蒸系统，凝结水产生的闪蒸汽送除氧器利用，闪蒸后的凝结水进行电导率和pH双重监测，合格后泵送至除氧器。水质超标时，超标凝结水与除氧器补水（除盐水）换热，温度降至30℃以下排入污水处理系统，换热升温后的除盐水进入除氧器。

关键词：蒸汽凝结水;焓值;闪蒸;在线监测;回收

中图分类号：TB 文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.27.104

云锡文山锌铟冶炼有限公司冶炼系统采用沸腾焙烧+中性浸出+低酸浸出+三段净化+电解+熔铸的主工艺流程，渣处理采用二氧化硫还原浸出+沉铜脱砷+石灰预中和+石灰石沉铟+赤铁矿沉铁的工艺流程。于2018年8月投产，一次投产成功，目前已全线达产达标，部分关键工艺为国内首创。

公司两台中压余热锅炉，压力为4.2MPa，渣处理炉余热锅炉额定蒸发量为35t/h，锌焙烧炉余热锅炉额定蒸发量为37t/h;一台热管锅炉，压力为0.6MPa，蒸发量为13t/h，合计每小时产生85t饱和蒸汽。锅炉参数如表1。

中压余热锅炉产生的 4.2MPa 的饱和蒸汽送至余热发电站后，其中约25t/h直接经高压减压阀减压至2.5MPa后，供向中压蒸汽管网;其余蒸汽则进入背压式汽轮发电机组膨胀做功，蒸汽热能转化为机械能，最终转化为电能，从汽轮机排汽口排出后，蒸汽压力降到 0.8MPa，供向低压蒸汽管网。当汽轮发电机组停机或故障时，高压蒸汽则直接通过低压减压阀减压至08MPa。热管锅炉产生的低压蒸汽供硫酸水处理车间内部使用，全厂蒸汽分配图如图1。

1 现状

1.1 蒸汽冷凝水回水现状

目前，公司加压除铁车间除铁前液换热器、废电解液石墨换热器每台加热器配置一套闭式汽动加压凝结水回收设备，凝结水回收至除氧器作为锅炉补水;硫酸水处理车间胺液解吸蒸汽冷凝水采用电泵闭式加压回水，回收至除氧器作为锅炉补水;浸出车间、净液车间采用电泵开始加压回收，回收至除氧器作为锅炉补水。虽然在每路回收管道上都安装水质在线监控连锁保护装置，检测到水质超标，立即切换排放。因蒸汽间接换热介质均为酸性，偶尔出现因换热器腐蚀通漏而使蒸汽冷凝水受污染的情况，由于中间没有缓冲装置及集中检查装置，回水直接进入除氧器，若切换不及时，就会导致锅炉炉水受污染，水质不合格的情况发生，风险较大。蒸汽冷凝水回水如图2所示。

1.2 蒸汽管道疏水现状

公司高、中、低压蒸汽管道疏水阀全采用热动力式疏水阀，该疏水阀在使用过程中效果不太好，综合表现出易堵塞、易失效、漏气大等特点，这是由于该类疏水阀的工作原理导致的，也是该类疏水阀的通病。

1.3 除氧器乏汽排汽现状

公司除氧器为旋膜式除氧器，处理量为100t/h，運行压力为0.02MPa，除氧器乏汽排汽量约为0.5t/h。目前，除氧器排汽为直排，此部分蒸汽未回收利用。

1.4 锅炉排污现状

公司余热锅炉连续排污、定期排污都接入排污扩容器，经扩容闪蒸后排放，按2%的排污率计算，排污量为2t/h左右，此部分余热未回收利用，如图3、图4所示。

2 凝结水的价值

蒸汽凝结水是蒸汽释放潜热后的产物，有较高的回收价值，蒸汽潜热利用完后，就变成了含有蒸汽潜热的高温凝结水，大多数用气设备是利用蒸汽的潜热，排出的是饱和的蒸汽凝结水。因此，蒸汽凝结水的价值体现在水值和热值两个方面，凝结水的回收利用也包括水的回收利用和热的回收利用两个方面。表2列出不同压力下凝结水热值与蒸汽总热焓和蒸汽潜热的对比，其中比例为同一压力条件下饱和凝结水的焓占饱和蒸汽总焓的百分比。

3 改造方案

改造方案流程图如图5所示。

3.1 蒸汽冷凝水回水改造

对回收的冷凝水进行集中在线监测并连锁保护，监测合格后方可利用，多增加一道保护屏障。将各车间的凝结水统一进入凝结水闪蒸系统，凝结水产生的闪蒸汽送除氧器利用，闪蒸后的凝结水进行电导率和pH双重监测，合格后泵送至除氧器。水质超标时，超标凝结水与除氧器补水（除盐水）换热，温度降至30℃以下排入污水处理系统，换热升温后的除盐水进入除氧器。

3.2 蒸汽管道疏水改造

重新选型，对在用的热动立式疏水阀进行更换。经了解，倒吊桶式（机械型）疏水阀具有密封好、防冲击，使用寿命长等优点。其核心是一个能把桶提起的力放大，并在受压的情况下打开阀门的杠杆系统，该系统中没有固定支点，不会磨损和产生卡阻。同时由于桶的底部是开口的，所以能经受住水击。其排水方式为连续排水，且奈背压能力较高。

3.3 除氧器乏汽排汽改造

将除氧器乏汽排汽管通过一根管线连接，将乏汽输送到一台新增的高效管式换热器，利用常温除盐水将乏汽冷却，回收利用除氧器乏汽的热量，被加热的除盐水回到除氧器使用。

3.4 锅炉排污水的改造

通过新增管线，将两台中压余热锅炉的排污水分别引至新增的闪蒸罐中，闪蒸0.02MPa的闪蒸汽，将闪蒸汽引至除氧器中使用，以减少除氧器的新蒸汽使用量。

4 结论

蒸汽凝结水的回收利用是降本增效的一项重要举措，通过改造，将使公司的蒸汽冷凝水得到安全、高效的回收利用，在节能、节水、减排的同时，还产生较好的经济效益。

参考文献

[1]压力管道规范 工业管道（GB/T 20801-2006）[S].