高温凝结水的疏水方式与节能探究

【摘 要】高温凝结水通常是指在石油、化工、纺织等企业生产过程中，蒸汽发生凝结后得到的水，目前，我国蒸汽管网的布局还不够科学合理，在设备的选用方面也存在一些不当之处，这些问题都导致大量的蒸汽被排放到空中。另外，泄露、腐蚀等状况的存在也使得凝结水的质量被大大降低，这些达不到国家标准的排放物在加剧了污水处理的成本和任务的同时，也严重威胁到了环境健康。本文通过对高温凝结水的疏水方式进行分析，提出了相关的节能措施，希望能够进一步促进我国凝结水的回收以及应用水平的提高。

【关键词】高温凝结水；疏水方式；节能；利用

引言

现今，越来越多的行业在产品的生产加工过程中都开始应用高温凝结水回收系统，当前应用最广泛的加热方式为高温饱和蒸汽加热。事实上，在温度以及压力不断提升的同时，热焓值也在提升，汽化潜热的变化方向却完全相反，再加上技术水平及温度条件的限制，通常无法实现对显热的高效利用，这也就大大削弱了蒸汽热的有效利用程度。所以，在设备的选购、安装、应用过程中应当注重对疏水阀的科学选用，标准安装，确定恰当的疏水方式、节能方案，实现对蒸汽热的高效利用，从而达到节能减排、降低成本、保护环境的目的。

1 高温凝结水的疏水方式

1.1 高温凝结水的常规疏水方式

1.1.1 常规疏水方式的疏水原理

饱和蒸汽疏水方式是高温凝结水的常规疏水方式，即指在一定的温度下被加热介质通过换热设备进行换热后产生的蒸汽通过疏水阀，在凝结水温度条件下到达凝结水箱，然后进行排空。

1.1.2 对常规疏水方式的评价

饱和蒸汽疏水方式的不足之处是，一旦疏水阀位置的凝结水温度过低时，虽然能够起到一定的显热作用，但是换热设备中会始终残留一定量的凝结水，其过冷度相对较高时通常会比饱和蒸汽的温度稍微低一些，这时候就会出现加热介质无法满足工艺标注温度的状况。其次，残留的凝结水会导致水击发生，但是，为了保证换热设备能够达到足够高的效率水平，其管壁往往厚度较小，没有足够的强度来抵抗长期的水击，这严重减少了设备的更新周期，也加大了设备的维护成本。另外，当过冷度低到零点时，会出现排水温度和蒸汽饱和温度几乎相同的状况，这时候就会造成显热的严重浪费，同时也严重威胁到环境的健康。

1.2 高温凝结水的新型疏水方式

1.2.1 新型疏水方式的疏水原理

这里所说的新型疏水方式事实上就是在上述疏水方式的基础上又增添了一个换热设备，新增的换热设备处于疏水阀和凝结水箱中间，在一定的温度下被热介质通过换热设备后，产生的蒸汽通过疏水阀后，再同刚刚被加热过的介质共同通过新增的换热设备，之后蒸汽再在凝结水温度下通过凝结水箱，这样不仅提高了高温凝结水的显热的发挥水平，同时还有效提高了显热的利用程度。

1.2.2 新型疏水方式

我们可以将疏水阀作为分界点，将由新型疏水方式构成的系统分成两大部分来看待，前一部分的作用是提供工艺标准所需的温度，后一部分的作用是通过换热设备以及疏水阀将形成的凝结水排掉，然后利用显热实现对水或空气等的预热。要想顺利地达到新型疏水方式的疏水效果并且要科学地选用疏水阀， 建议选择过冷度为零、更加节能、具备良好的阻汽性、拥有较大的排量、体积相对较小的疏水阀。这是因为当过冷度是零的时候，就不会出现凝结水残留状况，有利于达到工艺温度标准，另外，还能够是凝结水得到及时彻底的排放，这时候水击问题也就迎刃而解了。此外，因为系统中安装了两个换热设备，这大大改善了换热效率，是设备的使用周期加长，降低了企业的生产成本，提高了经济效益。

采用这种疏水方式，结晶水的显热程度会伴随饱和蒸汽压力在不断升高而动态增加，通常情况下，凝结水的显热比例大约占到了全部热焓量的四分之一，在对显热的两次利用过后，凝结水箱的凝结水温度往往不会超过80摄氏度。凝结水温度的高低和预热面积以及空气、水等加热介质最初的温度密切相关，面积越大、温度越低，凝结水温度也就越低，这时候就能达到更好地节能效果；换热面积越小，空气、水等加热介质的初始温度越高，凝结水温度就会相对较高，节能效果就越差。需要说明的是，如果增大换热设备的面积，那么企业需要投入的成本也就越大。一般而言，再增加一个换热设备后，将凝结水温度在80摄氏度左右时，能够将蒸汽节约率提高5%—15%，另外，饱和蒸汽的压力越大，越容易达到更高的节能效果。

2 对凝结水的利用

高温凝结水不仅含有较高的热量，同时也是一种优质的软化水，因此，其经济以及应用价值十分广泛，在锅炉补水、闪蒸汽的利用、换热的利用方面都发挥着重要的价值。

2.1 用于锅炉补水

高温凝结水实质上是一种十分纯净的软化水，含有较多的热量，我们可以将其直接加入到锅炉中，这不仅减少了锅炉的直接补水量，有效节约了水资源，也降低了水处理的成本，同时也不需要再对凝结水进行加热，节约了燃料成本。因此，将高温凝结水用于锅炉补水有着重要的经济和社会价值。但是由于受到蒸汽的使用目的、生产工艺等的区别，对于凝结水的质量我们往往很难进行严格的控制，一些油等有机物的存在也会影响到对凝结水的重复利用。这就要求我们在对凝结水进行充分利用的条件下，综合衡量成本的投入，对这些凝结水首先进行一定的处理，排除凝结水中携带的污染元素及其他污染物，然后再将其补给到锅炉中。需要引起注意的是，在凝结水回收利用的环节如果有汽轮机，那么就需要对硅元素的含量进行处理，严格将其控制在合理范围内，以免影响到汽轮机正常工作。

2.2 加强对闪蒸汽的利用

闪蒸即是指：当饱和状态的凝结水被排放到压力较低的区域时再次生成的新的蒸汽。这些蒸汽在形成的同时会吸收大量的热，因此其应用领域也十分宽广。当形成的闪蒸汽较少时，将其再次输送到软化水箱即可。当形成的闪蒸汽较多时，可以将其输送到闪蒸罐使其输送到相关的低压用汽设备中。也可以将其引入到锅炉等其他设备中实现对相关介质的加热价值，使闪蒸汽所携带的热量能够得到有效的利用。

2.3 加强对换热的利用

在凝结水形成的位置同锅炉的距离相对较大、生产单位虽然需要用汽，但是并没有锅炉设备、凝结水中含有一定量的带有腐蚀性的化学物质或者是对凝结水进行处理的成本过高的情况下，我们可以借助换热器等设备，将这些凝结水应用于给锅炉进行加热或其他换热的利用中。

3 总结

总而言之，科学地确定高温凝结水的疏水方式、确定合理的换热方案并制定有效的高温凝结水的利用方案能够显著改善热效率，同时也能够实现良好的节能效果，对于延长生产设备的使用周期、维护成本等也十分重要。

参考文献：

[1]胡克华.CCPP凝结水、疏水回收技术改造顺利完成[J].莱钢科技.2009（03）.

[2]牛云清，李政，叶锋.蒸汽系统节能改造之——疏水阀的应用[J].中国科技信息.2009（04）.

[3]王红卫.蒸汽凝结水回收系统改造[J].炼油技术与工程.2009（11）.