探讨蒸汽冷凝水回收利用\存在问题与解决措施

摘要：文章详细论述了冷凝水回收系统的原理、冷凝水回收系统的分类与冷凝水回收利用。并对回收污染冷凝水存在的危险性，提出了相关措施。

关键词：蒸汽冷凝水；回收利用；危险性；措施

中图分类号：S218.1 文献标识码：A

一、冷凝水回收系统的原理

蒸汽在用汽设备中放出汽化潜热后，变成冷凝水，经疏水器排出。不同用汽设备排放的冷凝水通过回收管网汇集到集水罐中，由冷凝水回收装置送到锅炉或其他用热处，这就是冷凝水回收系统原理。（图1为一简单的冷凝水回收系统图）

图1冷凝水回收系统原理图

二、冷凝水回收系统的分类

冷凝水回收系统大致可分为开式回收系统和闭式回收系统两种。

2.1开式冷凝水回收系统

开式冷凝水回收系统是把冷凝水回收到锅炉的给水罐中，在冷凝水的回收和利用过程中，回收管路的一端敞开向大气，即冷凝水的集水箱敞开于大气。当冷凝水的压力较低，靠自压不能达到再利用场所时，利用高温水泵对冷凝水进行压

送。这种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，所得的经济效益差，对环境污染较大，且由于冷凝水直接与大气接触，冷凝水中的溶氧浓度提高，易产生设备腐蚀。这种系统适用于冷凝水量较小，二次蒸汽量较少的系统。使用该系统时，应尽量减少二次蒸汽的排放量。

2.2闭式冷凝水回收系统

闭式冷凝水回收系统是冷凝水集水箱以及所有管路都处于恒定的正压下，系统是封闭的。系统中冷凝水所具有的能量大部分通过一定的回收设备直接回收到锅炉里，冷凝水的回收温度仅丧失在管网降温部分，由于封闭，水质有保证，减少了回收进锅炉的水处理费用。其优点是冷凝水回收的经济效益好，设备的工作寿命长，但是系统的初始投资相对大，操作不方便。在开式和闭式回收系统中，人们越来越认为闭式回收系统是一种较为理想的回收方式，其投资在日后使用中能得到有效回收，所以，被广大厂家和研究单位采用和研究。

2.3冷凝水回收的用途

（1）企业用于取暖热源

利用冷凝水的余热，根据供热负荷确定是否需要补充部分软水（或生水）作采暖循环用水，根据余热量确定供暖面积，可节省集中供热费用。

（2）用于直接热水用户

对于印染、纺织、橡胶、轮胎等企业，需要大量自用高温软化热水，可利用冷凝水作为高温热水用。

（3）间接换热热源

当冷凝水受到污染无法直接利用时，可考虑间接换热方式。如加热工艺用水，采暖循环水等非饮用水场合。

总之，冷凝水回收的原则是：通过冷凝水回收系统中能量的综合利用，达到最经济的能量回收利用，保持整个蒸汽热力系统利用率最高，经济性最好。冷凝水回收中的能量回收很多情况下是以下三种情况同时存在的：冷凝水所含热能的回收，蒸汽的有效利用，软化水的回收。

三、冷凝水的利用

3.1热力站蒸汽系统减温水及采暖系统补水

动力热力站将电厂来的高温高压蒸汽减温减压成各种生产需要的蒸汽，每年所消耗的减温水约为2万t。减温水的水质要求非常高，过去主要用20℃的除盐水；冷凝水回用后，可以用冷凝水代替除盐水作为减温水。同样，过去采暖系统也是采用除盐水补水，每年需消耗除盐水6500t左右；回用冷凝水后，也改用冷凝水作为采暖系统补水。此两项回用措施，最大程度地利用了冷凝水中的热能和高品质的水资源。

3.2 浴室、食堂用水

厂内浴室和食堂以前采用蒸汽加热方式提供热水，消耗了大量的蒸汽和生活水。通过改造，全部使用冷凝水作为生活热水，节约了大量蒸汽和水资源。

3.3 代替除盐水供工艺生产使用

由于工艺生产上所需除盐水量非常大，每年平均消耗15万t左右的除盐水。为此在除盐水站增设一套板式换热器，利用循环水站多余的冷负荷，对上述几项使用后多余的冷凝水进行冷却，然后进入除盐水箱，再通过除盐水泵输送到工艺生产用户中去。

四、回收污染冷凝水的危险性

被腐蚀产物污染的冷凝水一旦进人锅炉，就会在锅炉的传热面发生沉积。沉积物引起的主要问题有：

4.1能量损失和金属失效

垢类的导热性很差，沉积在金属表面上就会妨碍金属传热，导致能量损失(见图2)，同时可能使金属处于超温状态，甚至过热失效。

图2

4.2温差电池腐蚀

垢下金属温度高，干净金属温度低，这就为温差电池的形成创造了条件：高温部位电位低，形成腐蚀电池的阳极而加快了被腐蚀的速度。

4.3腐蚀性物质浓缩

相关文献指出，锅炉给水中的极微量杂质(ppb级)，在垢中能够浓缩到105倍，形成高度腐蚀性的溶液，从而使垢下腐蚀的严重程度大大增加。在冷凝水系统中，同时含有O2和CO2 ，将会明显地加速管道和泵的金属腐蚀，促使冷凝水中的含铁量迅速增高。直接将受污染的蒸汽冷凝水（若不含有O2和C02，冷凝水不会被污染）作为锅炉补水，会造成锅炉给水系统及锅炉本体腐蚀，冷凝水中携带的3+价的Fe离子及腐蚀产物同样会引起锅炉腐蚀和在锅炉内积聚堆积。因此，不经过处理的受污染的蒸汽冷凝水是不能直接作为锅炉补给水的。

五、加强冷凝水回收的措施

为了防止冷凝水中铁含量增高而引起锅炉结垢和腐蚀，可以采用下列几种处理措施。

5.1从提高锅炉补水品质人手，减少蒸汽中O2和CO2的含量，从而防止冷凝水对回收管道和回收系统的腐蚀，保证冷凝水中的铁含量达到锅炉给水标准。

目前，对≥6t/h的锅炉，一般配置有除氧器，应该尽可能投入运行，同时补充投加化学除氧剂处理。对小型直流式、贯流式燃油燃汽锅炉，可以直接投加化学除氧剂处理；对≥4t/h的锅炉可以不进行除氧处理。

要减少蒸汽中的C02，必须降低锅炉给水中碳酸盐碱度。对于原水碱度较高的应采取降低碱度处理；对于原水碱度较低的，在采取软化处理时，不宜加碳酸钠而应加适量的磷酸三钠来消除给水残余硬度和提高锅炉水碱度，必要时还可以设置脱碳器除CO2。

5.2冷凝水采用闭式回收，彻底消除外界空气中的O2和CO2进入回收系统。

5.3杜绝用热设备泄漏，防止被加热介质进人回收系统。

5.4冷凝水回水必须预先进行除铁处理。目前，除铁处理常用的方法有曝气法、氯氧化法、接触催化法、铁细菌除铁法和离子交换法等。从设备简单、便于操作和处理效果和成本角度考虑，采用曝气法和接触催化法相结合的处理方法比较合适。

5.5控制冷凝水回水的pH值。采用冷凝回水作为锅炉补给水，维持锅水的碱度、pH值在水质标准上限附近范围内是防止锅炉腐蚀的关键之一。锅炉在高碱度、高pH值下运行,一方面可以防止腐蚀和结垢,另一方面可以缓冲冷凝水pH 值的波动影响。锅炉水碱度、pH值的调节可以通过加NaOH 来处理。

5.6控制冷凝水回水的硬度。对于含有一定的硬度的冷凝回水的处理，一般应根据硬度的大小及处理费用多少来确定处理方式。如果总硬度≥1.0mmol/L，可以通过投加复合阻垢剂进行锅内处理。采用锅内加药处理，也可采用磷酸三钠与聚竣酸类、有机磷酸盐类阻垢分散复合阻垢处理，磷酸三钠与聚梭酸类、有机磷酸盐阻垢剂的配方为：1：3 一3：1 。

六、结语

蒸汽冷凝水回收技术具有投资周期短，见效快，节能效果明显的特点，适用于广大蒸汽用户。如冷凝水回收技术能在工业企业中进一步推广应用，定会显著提高整个热力系统的效率，节约燃煤及自来水费用，对工业企业的节能降耗，提高经济效益起到显著的推动作用。

参考文献：

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[2] 浦占锋,沈炳耘,肖松.蒸汽冷凝水闭式回收系统在工业中的应用[J].能源与环境,2006,(04):69-70.