董偉　袁冰

【摘 要】 本文主要介紹了高溫凝結(jié)水余熱利用技術(shù)在某大型化工公司中的應(yīng)用情況，并主要針對(duì)當(dāng)前該公司蒸汽凝結(jié)水系統(tǒng)的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，同時(shí)系統(tǒng)的介紹了高溫凝結(jié)水余熱利用技術(shù)，對(duì)于后期高溫凝結(jié)水余熱利用技術(shù)的發(fā)展有著重要意義。

【關(guān)鍵詞】 高溫凝結(jié)水余熱利用技術(shù)；現(xiàn)在；改造

一、凝結(jié)水預(yù)熱回收的概述

1、蒸汽凝結(jié)水回收技術(shù)

蒸汽凝結(jié)水回收技術(shù)是提高能源利用率、節(jié)約水資源的新技術(shù)。目前，在許多蒸汽使用的設(shè)備中，如蒸汽管道、采暖系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)等，蒸汽凝結(jié)水回收率低，不僅造成很大的能源浪費(fèi)，而且直接排放形成熱污染。現(xiàn)代企業(yè)常用燃?xì)庹羝仩t，其在企業(yè)生產(chǎn)中耗能耗水所占的比重很大，平均為30%以上，以鄭州廠為例，自2012年4月到2013年4月，鍋爐共耗天然氣6937007m3，產(chǎn)蒸汽119240T，耗水103375.4T。通過計(jì)量統(tǒng)計(jì)，廠區(qū)凝結(jié)水回收約有1萬噸，利用率不足10%。

2、凝結(jié)水回收的意義

2.1凝結(jié)水回收對(duì)鍋爐安全運(yùn)行的影響

凝結(jié)水回收使鍋爐用水溫度提高，水中含氧量減少，在常壓下，水溫升高30℃，含氧量可降低35%-40%，在一定程度上起到熱力除氧的作用，同時(shí)避免了鍋爐鋼板熱脹冷縮造成應(yīng)力不平衡，延長鍋爐使用壽命。給水溫度提高，降低燃料消耗。通常情況下，蒸汽凝結(jié)水的溫度比較高，在具備適當(dāng)?shù)谋貤l件下，回水的溫度能夠高達(dá)85℃以上，而初始的補(bǔ)給水溫度最高只能夠達(dá)到35℃，二者之間的溫差超過了50℃。由此可見，用凝結(jié)水作給水能夠有效實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約，大大降低了燃料的費(fèi)用，特別是燃油、燃?xì)忮仩t，如此一來能夠使其經(jīng)濟(jì)效益實(shí)現(xiàn)更大化。

2.2凝結(jié)水回收對(duì)鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響

凝結(jié)水回收利用能夠使得鍋爐的清理費(fèi)用大大降低，而且水處理的費(fèi)用也會(huì)相應(yīng)減少，使得水、電資源能夠大大節(jié)約。而且蒸汽凝結(jié)水類似于純凈水，具有非常低的雜質(zhì)含量。對(duì)于工業(yè)鍋爐而言，當(dāng)回收凝結(jié)水將其作給水時(shí)，其回收率就會(huì)越高，給水的品質(zhì)也就更高，通常情況下，雜質(zhì)的含量能夠降低5～10倍，如此一來就使得鍋爐排污率能夠大大降低。對(duì)于采用鍋內(nèi)加藥處理的鍋爐，能夠有效利用凝結(jié)水作給水，從而使得給水硬度大大降低，一方面能夠減少防垢處理的藥劑用量，另一方面能夠有效確保水質(zhì)與國家標(biāo)準(zhǔn)保持一致，另外還能夠使得鍋爐壓力的穩(wěn)定性得到有效保障，大大促進(jìn)了鍋爐效率的提升。

二、高溫凝結(jié)水余熱利用技術(shù)分析

1、凝結(jié)水的再利用

1.1凝結(jié)水再利用價(jià)值

當(dāng)下我國水資源的浪費(fèi)和環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，實(shí)際運(yùn)行水平高于發(fā)達(dá)國家。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環(huán)境之中。如果把這些凝結(jié)水進(jìn)行回收利用，促進(jìn)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)展。

1.2凝結(jié)水的雜質(zhì)與去除

一般認(rèn)為，通過水蒸氣凝結(jié)出的凝結(jié)水，其水質(zhì)應(yīng)該是很純凈的。其實(shí)不然，凝結(jié)水在凝結(jié)是往往受到各種各樣的因素污染，比如說：進(jìn)行凝結(jié)水制備和運(yùn)送的設(shè)備中，凝結(jié)水會(huì)被金屬腐蝕產(chǎn)物污染；水蒸氣凝結(jié)時(shí)會(huì)因?yàn)槟Y(jié)水系統(tǒng)的泄露致使冷卻水內(nèi)的鹽類或者是懸浮物質(zhì)進(jìn)入凝結(jié)水中，造成凝結(jié)水的污染。在凝結(jié)水被污染后，我們想要使用凝結(jié)水就必須想辦法來使凝結(jié)水中的污染物除去。以下有去除各種污染物的方法：

（1）去除污染物油?？梢圆捎梦锢硖幚矸ā⒒瘜W(xué)處理法和生物處理法來去除油類有機(jī)物。物理方法有：氣浮法、氧化法、膜分離法、過濾法、吸附法等，這些方法均能用于去除鍋爐蒸汽凝結(jié)水內(nèi)的油類化合物。

（2）去除污染物鐵。在我國廣泛應(yīng)用的是一種接觸氧化出鐵的方法，它是利用天然的錳砂來去除鐵污染的一種方法。水中的鐵一般都是以三價(jià)或者二價(jià)的形態(tài)存在著，通常決定是三價(jià)或者二價(jià)鐵的因素主要是水的PH值和溶解氧的濃度。吸附材料的方法相對(duì)于離子交換法來說是一種好的方法。離子交換法雖然可以去除溶解性金屬離子，但是陽、陰樹脂發(fā)生鐵污染的可能性比較大，所以相對(duì)于吸附材料法來講確實(shí)存在著許多的不足。

（3）膜技術(shù)綜合凈化。膜技術(shù)就是進(jìn)行物理性附著去除多種雜質(zhì)的一種凈化廢水的技術(shù)。膜技術(shù)綜合進(jìn)化是把一個(gè)多相體系疏水性污染離子去除的過程。所有這些污染物（金屬離子、大分子溶解性有機(jī)物、膠體態(tài)物質(zhì)或者難容物）可以被附著到氣泡上，然后上浮，從而以泡沫的形式從水中被分離出去。

2、高溫凝結(jié)水余熱利用

2.1用于鍋爐補(bǔ)水

高溫凝結(jié)水實(shí)質(zhì)上是一種十分純凈的軟化水，含有較多的熱量，我們可以將其直接加入到鍋爐中，這不僅減少了鍋爐的直接補(bǔ)水量，有效節(jié)約了水資源，也降低了水處理的成本，同時(shí)也不需要再對(duì)凝結(jié)水進(jìn)行加熱，節(jié)約了燃料成本。因此，將高溫凝結(jié)水用于鍋爐補(bǔ)水有著重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。但是由于受到蒸汽的使用目的、生產(chǎn)工藝等的區(qū)別，對(duì)于凝結(jié)水的質(zhì)量我們往往很難進(jìn)行嚴(yán)格的控制，一些油等有機(jī)物的存在也會(huì)影響到對(duì)凝結(jié)水的重復(fù)利用。這就要求我們?cè)趯?duì)凝結(jié)水進(jìn)行充分利用的條件下，綜合衡量成本的投入，對(duì)這些凝結(jié)水首先進(jìn)行一定的處理，排除凝結(jié)水中攜帶的污染元素及其他污染物，然后再將其補(bǔ)給到鍋爐中。需要引起注意的是，在凝結(jié)水回收利用的環(huán)節(jié)如果有汽輪機(jī)，那么就需要對(duì)硅元素的含量進(jìn)行處理，嚴(yán)格將其控制在合理范圍內(nèi)，以免影響到汽輪機(jī)正常工作。

2.2加強(qiáng)對(duì)閃蒸汽的利用

閃蒸即是指：當(dāng)飽和狀態(tài)的凝結(jié)水被排放到壓力較低的區(qū)域時(shí)再次生成的新的蒸汽。這些蒸汽在形成的同時(shí)會(huì)吸收大量的熱，因此其應(yīng)用領(lǐng)域也十分寬廣。當(dāng)形成的閃蒸汽較少時(shí)，將其再次輸送到軟化水箱即可。當(dāng)形成的閃蒸汽較多時(shí)，可以將其輸送到閃蒸罐使其輸送到相關(guān)的低壓用汽設(shè)備中。也可以將其引入到鍋爐等其他設(shè)備中實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)介質(zhì)的加熱價(jià)值，使閃蒸汽所攜帶的熱量能夠得到有效的利用。

2.3加強(qiáng)對(duì)換熱的利用

在凝結(jié)水形成的位置同鍋爐的距離相對(duì)較大、生產(chǎn)單位雖然需要用汽，但是并沒有鍋爐設(shè)備、凝結(jié)水中含有一定量的帶有腐蝕性的化學(xué)物質(zhì)或者是對(duì)凝結(jié)水進(jìn)行處理的成本過高的情況下，我們可以借助換熱器等設(shè)備，將這些凝結(jié)水應(yīng)用于給鍋爐進(jìn)行加熱或其他換熱的利用中。

三、高溫凝結(jié)水余熱利用技術(shù)的改造

1、減少凝結(jié)水過冷度的措施

（1）對(duì)真空系統(tǒng)進(jìn)行灌水查漏，重點(diǎn)檢查凝汽器喉部、低壓抽汽管路、低壓缸軸封蒸汽進(jìn)出管道焊口、低壓缸法蘭接合面、熱井焊接處、凝結(jié)水管道法蘭連接處、凝汽器水位計(jì)接頭處、疏水?dāng)U容器焊接處、與熱井連接的真空系統(tǒng)閥門等部位，并修補(bǔ)泄漏處；

（2）對(duì)凝汽器水位調(diào)節(jié)器和軸封壓力調(diào)節(jié)器進(jìn)行檢修；

（3）對(duì)抽真空系統(tǒng)進(jìn)行檢修，保證抽氣設(shè)備的正常工作，以便運(yùn)行時(shí)可及時(shí)抽出凝汽器內(nèi)不凝結(jié)氣體

（4）保證真空部分的嚴(yán)密性

保證真空部分的嚴(yán)密性，防止空氣漏入，同時(shí)正確配置抽氣器。這不僅是為了維持凝汽器內(nèi)的高真空度，也是防止凝結(jié)水過冷的有效措施之一。投運(yùn)行軸封壓力調(diào)節(jié)器，并將軸封壓力控制在規(guī)定值內(nèi)，以防止空氣從軸封漏入，影響凝汽器真空。

（5）對(duì)凝結(jié)水水位及水質(zhì)的監(jiān)視與控制

為了消除運(yùn)行中凝結(jié)水水位過高而造成的凝結(jié)水過冷卻現(xiàn)象，一方面除了要求運(yùn)行人員對(duì)凝結(jié)水水位嚴(yán)格監(jiān)督外，另一方面可通過裝設(shè)凝結(jié)水水位自動(dòng)調(diào)節(jié)器和報(bào)警裝置，使凝結(jié)水水位保持在正常范圍內(nèi)。

（6）對(duì)冷卻水的流量和入口溫度調(diào)節(jié)及控制

冬季冷卻水溫較低時(shí)，為了消除或盡量減小凝結(jié)水過冷度并節(jié)約廠用電，應(yīng)減小冷卻水流量?？赏ㄟ^改變投運(yùn)的水泵臺(tái)數(shù)，來調(diào)節(jié)冷卻水流速以獲得零過冷度

2、原閃蒸泵組閃蒸罐液控系統(tǒng)改造

新增閃蒸泵組的凝結(jié)水輸送方式為電泵加壓輸送模式，電機(jī)功率約45kW，而原閃蒸泵組的運(yùn)行模式也為電泵加壓輸送，如果原閃蒸泵組和新增閃蒸電泵機(jī)組同時(shí)運(yùn)行，勢必造成電能的浪費(fèi)。如果停用原閃蒸罐輸送電泵，因原閃蒸罐液位采用泵+出口調(diào)節(jié)閥的控制模式，泵停用后，整個(gè)液位控制系統(tǒng)也相應(yīng)不能使用。為保證原有系統(tǒng)的完整和改造后的工藝流程可隨時(shí)切換到改造前的流程運(yùn)行，在保留原電動(dòng)輸送泵及控制系統(tǒng)的情況下，增加一組原閃蒸罐的閃蒸疏水系統(tǒng)，采用浮球疏水閥疏水，可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)阻汽排水，不需要額外增加控制系統(tǒng)，保證閃蒸罐的安全穩(wěn)定運(yùn)行。原閃蒸罐閃蒸后的凝結(jié)水通過裝置內(nèi)的8B凝結(jié)水管道和裝置外的6B管道至新增閃蒸罐，新增閃蒸罐內(nèi)壓力最高約0.25MPa，此時(shí)的凝結(jié)水在6B管道的比摩阻約90Pa/m，原閃蒸罐至新增閃蒸罐距離約100m，阻力損失約0.009MPa，而浮球疏水閥的耐背壓能力最高可達(dá)疏水閥前壓力0.45MPa的80%，完全可以利用疏水閥后背壓將凝結(jié)水輸送至新增閃蒸罐。原閃蒸泵組閃蒸罐液控系統(tǒng)改造如圖1中曲線內(nèi)部所示。

圖1 液控系統(tǒng)改造圖

四、結(jié)束語

綜上所述，高溫凝結(jié)水余熱利用技術(shù)對(duì)于節(jié)能降耗有著重要的意義，上文針對(duì)某公司的高溫凝結(jié)水余熱利用的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的改造措施，使得改造后的高溫凝結(jié)水余熱利用系統(tǒng)得到有效改善，不僅大大降低了公司成本，還在一定程度上實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗的目的，對(duì)于后期高溫凝結(jié)水余熱利用技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要，而且還促使該公司獲得了最大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，同時(shí)也是其得以可持續(xù)發(fā)展的重要措施。

參考文獻(xiàn)：

[1]周麗莉.高溫凝結(jié)水余熱利用技術(shù)分析及應(yīng)用[J].節(jié)能與環(huán)保，2014，01：70-71.

[2]冀濤.國泰熱電循環(huán)水余熱利用項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題研究[D].華北電力大學(xué)，2013.

[3]連紅奎，李艷，束光陽子，顧春偉.我國工業(yè)余熱回收利用技術(shù)綜述[J].節(jié)能技術(shù)，2011，02：123-128+133.