蒸汽冷凝水回收技术方案

蒸汽冷凝水回收及保护

一、蒸汽冷凝水回收的意义

我国是一个严重缺水、能源缺乏、生态环境脆弱的国家，节约用水、节约能源和保护环境至关重要。然而我国大量工业锅炉由于蒸汽用途多样性，用汽设备及地点较为分散，蒸汽管线较长等原因，使得蒸汽冷凝水的回收利用有一定的难度，特别是凝结水中铁离子含量较高，不但易造成锅炉结生铁垢，而且会增加锅炉的腐蚀，影响锅炉的安全运行，故很多锅炉用户将品质良好的蒸汽凝结水排至地沟而白白浪费了。

二、冷凝水中铁含量高的原因分析

蒸汽冷凝水回收利用主要是作为锅炉补给水用，GB1576《工业锅炉水质》标准中给水的一个重要指标是含铁量。如果锅炉用含铁量高的冷凝水作为补给水，会导致锅炉受热面炉管产生氧化铁垢，它的危害是使锅炉传热不良，导致炉管壁温升高，最终会引起炉管鼓包爆管，严重威胁锅炉安全运行。冷凝水回收管道的金属腐蚀主要是因为蒸汽冷凝水系统中的

CO2及 O2所引起的。CO2和 O2主要来自锅炉补给水，工业锅炉在实际运行中，给水中经常有一定量的游离 CO2及 O2存在，并且给水中含有的碳酸化含物 ：CO32- 和 HCO3- ，

进入锅炉后会部分分解，放出 CO2，生成的 CO2被蒸汽带出锅炉，随蒸汽一起经管路送至用热设备，蒸汽换热后产生的冷凝水中就有了游离 CO2存在，少量的 CO2就会使其 pH 值显著降低，钢材受 CO2腐蚀而生成的腐蚀产物是可溶的，在金属表面不易形成保护膜，它的腐蚀特点是使金属减薄，产生铁的腐蚀物，从而使冷凝水被大量铁离子污染。同时溶解氧对系统管路的腐蚀也是不可忽视的。冷凝水中的O2是随蒸汽带来的。它的腐蚀产生物是Fe3O4与FeO及含水氧化物的生成物，它会使钢管产生腐蚀坑。当冷凝水系统中同时存 O2

与 CO2时会使钢的腐蚀更严重，CO2使水呈微酸性破坏管路保护膜，随着 O2含量增加会使钢管呈或大或小的溃疡状态，使腐蚀加快，结果是冷凝水呈砖红色、铁含量大，钢管穿孔。

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。

基本的冷凝水闪蒸汽回收系统由蒸汽喷射压缩器（水汽喷射器）、闪蒸罐、冷凝水回收

泵防汽蚀装置、自动控制系统等组成。

♦ 闪蒸汽回收后自身循环使用 来自用汽设备的高温冷凝水靠疏水阀背压进入闪蒸罐，冷凝水在闪蒸罐中进行闪蒸，蒸

汽通过蒸汽喷射增压，利用高压蒸汽回收升压后重新回到用汽设备中。冷凝水通过带防汽蚀

装置的离心泵输送到用热水设备。

简易系统流程图：

高压蒸汽

闪蒸罐蒸汽喷射压缩器用汽设备

疏水阀

冷凝水闪蒸汽止回阀PT控制柜

防汽蚀回收泵冷凝水

去锅炉或用热水设备控制信号控制信号

♦ 蒸汽梯级利用 若企业用汽设备有多个压力等级，可考虑蒸汽的梯级利用。高压用汽设备冷凝水进入闪蒸罐产生的闪蒸汽，经过蒸汽喷射增压升压后，供压力较低的用汽设备使用。冷凝水通过带

防汽蚀装置的离心泵输送到用热水设备。

简易系统流程图： 高压蒸汽

闪蒸罐蒸汽喷射压缩器

高压用汽设备疏水阀

冷凝水闪蒸汽止回阀PT控制柜

防汽蚀回收泵去锅炉或用热水设备控制信号

低压用汽设备

集水罐

♦ 闪蒸汽加热生产或生活用水 若企业新蒸汽压力和实际设备用汽压力压差较小，且用汽压力等级单一，不具备提升闪蒸汽压力供设备使用的条件，可用水汽喷射器将闪蒸汽回收后用于加热除盐水或生产用热

水等。

水汽喷射器采用汽水互喷原理，将低参数蒸汽与水在平稳状态下完全混合，实现采暖及

工业生活用热水的生产，主要用于乏汽（余热）回收利用项目。

简易系统流程图：

水汽喷射器低温水

闪蒸汽高温水

蒸汽冷凝水回收热量计算

随着能源危机的加剧以及对环境保护的日益重视，热能的回收利用成为了一个热门话题。蒸汽冷凝水回收热量正是其中一种常见的回收利用方式。本文将从计算蒸汽冷凝水回收热量的角度出发，探讨这一技术的实际应用。

蒸汽冷凝水回收热量是指将在工业生产过程中产生的蒸汽冷凝成水，并将其中的热量回收利用的过程。通过回收利用这部分热量，不仅可以提高能源利用效率，减少能源消耗，还可以降低对环境的影响。

在计算蒸汽冷凝水回收热量时，首先需要明确蒸汽的物理参数，例如蒸汽的温度、压力、流量等。这些参数可以通过现场实测或者工艺设计手册等途径获取。随后，需要计算蒸汽冷凝水的温度差和热量。

蒸汽冷凝水的温度差是指蒸汽冷凝水前后的温度差异。一般情况下，蒸汽冷凝水的温度会低于蒸汽的温度，这是因为在冷凝过程中，蒸汽释放出了热量。温度差的大小取决于蒸汽的温度和冷凝水的温度，温度差越大，回收的热量也就越多。

热量的计算可以通过以下公式进行：

热量 = 冷凝水的质量 × 冷凝水的比热容 × 温度差

其中，冷凝水的质量可以通过流量计等仪器进行测量，冷凝水的比热容可以通过查阅相关物性表获得。通过将这些参数代入公式，就可以得到蒸汽冷凝水回收的热量。

除了以上的基本计算外，还有一些需要注意的细节。首先，要考虑冷凝水的物理状态，即是否为饱和水或过热水。在不同的物理状态下，冷凝水的比热容有所不同，需要根据实际情况进行选择。其次，还需要考虑冷凝水的压力，因为冷凝水的压力也会对回收的热量产生影响。最后，还需要考虑蒸汽的流量和冷凝水的流量是否匹配，以确保热量的回收利用效果。

蒸汽冷凝水回收热量计算的应用非常广泛。工业生产中常常会产生大量的蒸汽，通过回收蒸汽冷凝水的热量，可以为其他工艺提供热能，从而减少能源消耗。此外，蒸汽冷凝水回收热量还可以应用于供暖系统、暖通空调系统等领域，提高能源利用效率，减少对环境的影响。

蒸汽冷凝水回收热量的计算是一个重要的工作，它关系到能源的利用效率以及对环境的影响。通过合理计算和利用，可以实现能源的节约和减排，对于可持续发展具有重要意义。希望本文的内容能够对相关领域的从业人员和研究者有所启发，促进该技术的进一步发展与应用。