高温密闭式冷凝水回收技术

冷凝水回收技术及应用

1、引言

石油价格的不断上涨和日本福岛核危机的爆发,使人们的目光再一次聚焦到能源问题上。地球上资源有限,解决能源问题更应该从节约用能方面着手,只有改变人们的用能观念,才能从根本上解决能源问题。与世界先进水平相比,我国能源利用率低,单位产值耗能是发达国家2倍以上;工业用水重复利用率约为52%,远低于发达国家80%的水平[1]。能源事关经济安全和国家安全,我国应走出一条中国特色新型能源发展道路,努力建设一个利用效率高、技术水平先进、污染排放低、生态环境影响小的能源生产消费体系[2]。蒸汽是一种用途极为广泛的能源,与人们的生产生活密不可分。锅炉产生的高温蒸汽在各用汽设备中释放汽化潜热后形成冷凝水,冷凝水具有的热量可达蒸汽全部热量的20%～30%,压力、温度越高,冷凝水所含的热量就越多。而且冷凝水经过软化处理,水品质高,可直接作为锅炉给水使用,能降低蒸汽生产成本,提高锅炉效率（一般每提高锅炉给水7℃,锅炉效率可提高1%）,是锅炉节能节水的有效措施。但在实际操作中,冷凝水往往被直接排掉,若能把冷凝水中的余热回收并加以利用,将显著提高整个热力系统的效率,具有很大的社会效益和经济效益,值得全社会深入研究。

2、冷凝水回收系统特点

通常,冷凝水回收系统可分为开式回收系统和闭式回收系统两种。开式回收系统只能利用80℃以下的热水,而闭式回收系统则可回收100℃以上的饱和水[3]。

2.1开式回收系统 开式回收系统是使用较久的一种蒸汽冷凝水回收方式,它是把冷凝水回收到锅炉的给水罐中,在回收和利用过程中,回收管路一端向大气敞开的,通常是冷凝水集水箱敞开于大气。当冷凝水的压力较低,靠自压不能到达再利用场所时,可利用泵对冷凝水进行压送。开式回收系统的优点是设备简单,操作方便,初始投资小。

但是系统占地面积大,经济效益较差,对环境污染较大,而且冷凝水直接与大气接触,水中的溶氧浓度较高,容易产生设备腐蚀。在蒸汽供应量较少,冷凝水量较少,二次蒸汽量较少的情况下,使用开式系统比较适合。使用该系统时,应尽量减少二次蒸汽的排放量,从而减少热量、工质的损失和避免热污染。

密闭式蒸汽冷凝水回收系统

l 技术背景

冷凝水含有蒸汽总热量的20～30%，而且品质优良，是相当可观的余热资源。但长期以来，我国很多企业的冷凝水回收率很低，造成热能和水资源的巨大浪费。其主要原因有两个方面：一方面，由于蒸汽疏水阀选型、安装有误以及疏水阀本身质量等问题，致使间接用汽设备无法正常疏水，或影响加热，或漏汽严重；另一方面，由于没有很好地解决高温冷凝水的泵送汽蚀问题，回收方法多采用开放式，闪蒸降温的损失十分严重。

因此，要高效利用冷凝水，提高节能率，首先应尽量减少用汽设备的漏汽，其次应尽量将冷凝水及时地输送至适合利用的场合。而这需要从系统和设备两方面来解决，即通过性能较好的设备组成密闭式冷凝水回收系统，使冷凝水在降温损失较小的情况得到利用。

基于这一技术思想，辽宁省能源研究所借鉴国外先进经验，在国内首先研制出高温冷凝水回收装置，并建立了相应的密闭式冷凝水回收系统。该系统以喷射技术为核心，有效解决了高温冷凝水的泵送汽蚀问题。广泛的应用表明，节能效果十分明显。经过不断地开发完善，已形成了一种简单实用的密闭式冷凝水回收的新模式，成为目前冷凝水回收技术的主流。

2 系统构成

密闭式冷凝水回收系统指的是冷凝水在回收利用的过程中不与大气接触的系统。一般来说，该系统处于高于大气压力的运行状态，因而明显体现出了优于开放式回收系统的节能效果和综合效益。闪蒸损失的大大减少和冷凝水的及时输送，使冷凝水本身的热量得到比较充分的利用；冷凝水与空气的隔离状态使得水质保持较好的软化状态，并使得回水管道和附件减轻腐蚀；系统的可靠运行同时带来整个供热系统的平稳运行，既减少了热排放的环境污染，也减少了锅炉的负荷压力。

蒸汽冷凝水经疏水阀疏放，利用疏水阀余压（背压）将冷凝水输送、汇集至集水罐；为保证系统的压力平衡，用压力调节阀控制闪蒸汽，少量超压的闪蒸汽引至软水箱等处吸收，或作为低压汽源再利用；冷凝水由回收装置直接输入锅炉或除氧器等处回收利用，冷凝水的去向选择由电磁阀控制。

全密闭式冷凝水回收系统的运用实例

作者/曾璟煜 经理

近年来，随着市场竞争的激烈化，多数的纸包装行业都面临市面上微利时代的种种考验，加上全球能源市场的持续高度增长，造成各种原物料、燃料价格的不断上涨，企业生产成本的高低，已足以攸关企业竞争力之强弱，甚至直接影响企业经营之盈亏，所以，现在大多数的纸包装行业对于能源节约都已经建立了较强的意识。其中，蒸汽冷凝水的回收再利用，勘称为最有效的节能途径之一，也是目前众多纸包装企业积极投入实行的节能方案；然而，目前在市场上可以见到许多各种样式冷凝水回收系统的产品，有许多的企业在投入此项目后，结果却以失败告终，因而造成有许多的企业受到失败案例的影响，担心冒险投资而感到进退维谷或直接放弃节能改造的提案；对此，笔者以从事本专业领域十余年以来的经验，以某纸箱厂实施改造的实际案例作说明，供各行业先进参考：

改造前的概况

该纸箱企业拥有一条1.6宽的五层瓦楞纸板生产线，搭配使用每小时蒸发量4吨的燃煤蒸汽锅炉一台，设备使用蒸汽的压力为10㎏/㎝2。

企业原来采用开放式回收的方法将瓦楞纸板生产线所排放的高温冷凝水利用冷凝水自身的压力，经由冷凝水回收管网回到锅炉储水槽内，再经由锅炉原有原补水泵将冷凝水泵进锅炉内。

由于在大气压力下，水的温度高于100℃时，任何多于的热能将立刻沸腾并转变为二次闪蒸汽，所以在锅炉储水槽内有着明显二次闪蒸汽排放的现象；另外，瓦楞纸板生产线所使用的针孔式疏水阀夹带大量的饱和蒸汽同时排出，使得二次闪蒸汽排放的现象更加严重，造成大量能源的浪费。

因大量的高温冷凝水排进锅炉储水槽内，使得锅炉储水槽内的水温升至90℃以上，而一般锅炉配置的补水泵并非高温泵，所以造成锅炉补水泵因为气蚀而经常的损坏，增加设备维护的困扰，最后，将高温冷凝水直接排放掉。

全密闭式冷凝水回收系统设计改造的要求

企业对冷凝水系统改造中提出了以下几设计要求：

●必须确保冷凝水回收顺畅，防止因陋就因为管道积水而造成瓦楞纸板生产线有升温困难的现象发生；

ICS 27.220

J 98

DB37

山东省地方标准

DB37/T 1108－2008

冷凝水回收装置通用技术条件 2009-01-07发布

山东省质量技术监督局 发 布 2009-01-15实施DB37/1108－2008

前 言

本标准由东省经济贸易委员会、山东省质量技术监督局提出。

本标准由山东能源标准化技术委员会归口。

本标准起草单位：烟台市能源监测中心。

本标准主要起草人：张清林、刘德胜、耿仁波、孙前程、王述奇。

IDB37/1108－2008

冷凝水回收装置通用技术条件

1

2

3

3.1

3.2

3.3

3.4

3.5

4 范围

本标准规定了蒸汽供热系统中冷凝水回收装置通用技术条件的术语和定义、回收原则及方式、使用

条件、技术要求、安装及验收、质量责任和标志、包装、运输、贮存等要求。

本标准适用于工矿、企事业单位中公称压力≤2.45MPa，介质温度≤350℃的蒸汽供热系统中蒸汽冷

凝水及二次蒸汽回收装置。

规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的

修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究

是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T 191 包装储运图示标志

GB 1576 工业锅炉水质

GB/T 4272 设备及管道保温技术通则

GB/T 12145 火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量

GB/T 12348 工业企业厂界噪声测量方法

GB/T 12712 蒸汽供热系统凝结水回收及蒸汽疏水阀技术管理要求

JB/T 1615 锅炉油漆和包装技术条件

JB/T 10094 工业锅炉通用技术条件

DB37/T 126 山东省供热系统管理规范

术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

冷凝水

水蒸汽当温度低于其相应压力下的饱和温度时放出汽化潜热而形成的液态水。