蒸汽和冷凝水系统说明材料-冷凝水的排除
冷凝水解决方案
冷凝水解决方案一、背景介绍冷凝水是指在冷却过程中产生的水蒸气凝结而成的液体。
在许多工业和商业应用中，冷凝水的处理和管理是至关重要的。
良好的冷凝水解决方案可以有效地提高能源利用率、降低运营成本，并减少对环境的负面影响。
二、问题分析1. 冷凝水的产生：冷凝水通常是由于空调、冷冻设备、冷却塔、蒸汽系统等产生的。
2. 问题：冷凝水的产生可能导致水资源的浪费、设备的腐蚀、管道的阻塞以及细菌和微生物的滋生等问题。
三、解决方案1. 冷凝水回收系统：安装冷凝水回收系统可以将冷凝水重新利用，降低水资源的浪费。
回收的冷凝水可以用于冷却塔的补充水源、灌溉、冲洗厕所等用途。
2. 冷凝水处理设备：使用适当的冷凝水处理设备可以去除冷凝水中的杂质、细菌和微生物等有害物质，保证水质的安全和清洁。
3. 冷凝水排放控制：对于无法回收或者处理的冷凝水，需要采取措施控制其排放。
可以通过合理的管道设计、排放标准的制定以及监测和管理措施来实现冷凝水的安全排放。
四、具体措施和技术1. 冷凝水回收系统：a. 安装冷凝水采集装置：在冷凝水产生的设备或者管道上安装采集装置，将冷凝水导入回收系统。
b. 回收系统设计：根据冷凝水的产生量和用途需求，设计合理的回收系统，包括采集、储存、过滤和供水等环节。
c. 回收水质监测：定期对回收的冷凝水进行水质监测，确保其符合相关标准和要求。
2. 冷凝水处理设备：a. 过滤器：安装过滤器可以去除冷凝水中的悬浮物和颗粒物，防止管道阻塞和设备腐蚀。
b. 杀菌消毒设备：使用紫外线灯、臭氧发生器等设备可以杀灭冷凝水中的细菌和微生物，确保水质的安全。
c. 水质监测系统：安装水质监测系统可以实时监测冷凝水的水质指标，及时发现异常情况并采取相应措施。
3. 冷凝水排放控制：a. 排放管道设计：合理设计冷凝水的排放管道，包括管道材质、直径和坡度等参数，确保冷凝水能够顺利排放。
b. 排放标准制定：根据相关法规和标准，制定冷凝水排放的限制要求，包括水质指标、排放浓度和排放量等。
蒸汽冷凝水的回收利用
热动力疏水阀的工作
1
2
启 动 时, 进 口 压 力 使 碟 片 升 起, 空 气 和冷态冷凝水通过
.
3
4
同时二次蒸汽在碟 片 上 方 积 聚, 式 碟 片 下 阀 座 移 动, 关 闭 疏
水 阀.
当热的冷凝水通过 疏 水 阀 时, 由 于 压 力 降 产 生 二 次 蒸 汽, 在 碟 片 下 方 产 生 低 压, 使 碟片向阀座移动
二、为什么回收冷凝水
? 为什么要回收冷凝水
1 冷凝水是极有价值的资源。
（其含有的热量是回收的最佳理由）
2 可以降低水处理费用，减少锅炉排污 3 可以避免冷凝水排放的巨大费用 4 减少锅炉补水，降低水费
• 总的效果：可以节约约20%以上的燃料
回收冷凝水
蒸汽全热能
蒸汽潜热能
焓 (kJ/kg)
冷凝水中的能量 可供二次蒸汽的能量 大气压力下冷凝水的能量
冷凝水排放温度低于饱和温度,为了避免 设备积水,必须在疏水阀前加冷却段。
压力平衡式热静力疏水阀的应用
蒸汽伴热管线 小型的过程设备
3、蒸汽疏水阀的选择
➢ 应用情况 ➢ 系统的压力和温度 ➢ 背压情况 ➢ 设备的类型 ➢ 工作的环境,如冷冻、震动、水锤等 ➢ 对排空气的要求
蒸 汽 疏 水 阀 选 型 表: 饱 和 蒸 汽
• 浮球疏水阀= 在正压 差下高效排放冷凝水
典型应 用: 换 热 器
汽水分离器 蒸汽
气动控 制阀
温度探头 管壳式换热器
截止阀
浮球疏水阀及其检测仪
迅速排除冷凝水、空气、不凝性气体是快速升温和精确温度控制 的关键. 浮球疏水阀同时能满足变负荷的要求.
2）热动力疏水阀：
工作原理：冷凝水通过疏水阀时产 生二次蒸汽，高速运动的二次蒸汽 产生低压区来控制阀的开关。
蒸汽疏水阀和冷凝水的排放及回收
吊桶上的排气孔用 来排除积聚在疏水 阀 顶 部 的 空 气。 排 气 孔 的 排 气 速 度 缓 慢， 因而有时需要单独 的 排 气 阀。
倒吊桶疏水阀的特点
优 点： • 阀 体 结 实， 结 构 简 单， 可 耐 水 锤， 具 有 很 长 的 使 用 寿 命 •如在入口安装止回阀可使用于过热蒸汽系统 缺 点： • 倒 吊 桶 顶 部 的 小 孔 能 缓 慢 排 放 空 气。 该 孔 不 能 过 大 否 则 在 正 常工作情况下泄漏蒸汽 • 在 系 统 压 力 突 然 变 化 时， 容 易 失 去 水 封 而 泄 漏 蒸 汽， 必 须 在 进口安装止回阀 • 暴 露 在 过 冷 的 环 境 中 会 冻 结 损 坏， 必 须 加 以 保 温 • 在 小 负 载 情 况 下， 泄 漏 蒸 汽
(包括减压阀,温控阀,气动等高精度阀前的疏水)
小型设备冷凝水的排除 见下图
热动力疏水器在蒸汽主管线的应用
浮球式蒸汽疏水阀
浮球式蒸汽疏水阀
球墨铸铁阀体 热静力排空 装置 不锈钢浮球
球墨铸铁
浮球疏水阀的工作原理
1 2 3
破蒸汽汽锁装 置和热静力排 空 阀 (C)
起 机 阶 段， 热 静 力 排空装置允许空气 通 过， 其 它 时 间 高 温冷凝水使排空装 置 关 闭， 空 气 无 法 通 过。
冷凝水 的回收
为 什 么 回 收 冷 凝 水?
• • • • • •
冷 凝 水 是 极 有 价 值 的 资 源. 其 所 含 有 的 高 热 量 是 回 收 的 最 佳 理 由. 冷 凝 水 是 经 过 水 处 理, 回 收 冷 凝 水 可 以 降 低 水 处 理 费 用. 减 少 锅 炉 排 污. 可 以 避 免 冷 凝 水 排 放 的 巨 大 费 用. 减 少 补 充 给 锅 炉 的 水, 降 低 水 费 用. 总 的 效 果: 可 以 节 约 20% 以 上 的 燃 料.
关于蒸汽冷凝水品质的说明
关于蒸汽冷凝水品质的说明：锅水被加热后，一部分锅水形成与锅水同温度的蒸汽，是水的相变过裎，通过锅炉内置的汽水分离器，输送出去供用热设备使用，释放热量后，形成与蒸汽同等温度的冷凝水。
在锅炉不满水运行和汽水分离器完好的情况下，蒸汽一般不带出锅水，即使不小心带出了，在分汽缸中也会通过疏水阀排掉。
因此蒸汽是纯洁的，在用热设备内形成的冷凝水也是纯洁的，冷凝水不含碱度和硬度，故冷凝水没有缓冲能力。
在这种情况下，只要有一点二氧化碳进入，即可导致ph值大为降低，会导致回收管道的腐蚀，产生铁离子。
如再有氧气进入，由于协同效应，更会促进回收管道的腐蚀。
解决的办法是向其中加入凝结水系统保护剂，有的干脆用不锈钢做凝结水回收管。
实际上在开放状态下，如果用热设备内的冷凝水不能排尽，又长期停用，用热设备也会造成同样的腐蚀。
随着回收技术的发展，解决了冷凝水无泵长距离输送（以前一般采用斯派莎克蒸汽做动力的回收泵，现采用二次蒸汽或蒸汽做动力的提升器）和高温水泵汽蚀问题。
因此有了闭式冷凝水回收系统，它阻止了冷凝水与二氧化碳或氧气接触的机会，因此冷凝水管道不再腐蚀，水中的铁离子不再超标，闭式回收是带压回收，没有二次蒸汽排放，水温大大提高，节能更佳。
由于用热设备泄漏，被加热物料会进入冷凝水中，造成冷凝水品质达不到锅炉给水标准，这种情况不是冷凝水自身造成的，而是用热设备泄漏造成的，如果被加热物料成酸性，ph值会超标；如果被加热物料是自来水，硬度会超标。
解决的方法是阻止用热设备泄漏。
往冷凝水中加入碱或除垢剂的方法也行，但对于水质要求高的锅炉不太合适，因为它实际上与锅内加药水处理一样。
总没有钠离子交换的好。
综上所述，只要用热设备自身不漏，又采用闭式回收，冷凝水品质完全会优于锅炉给水标准，我公司做的冷凝水回收系统，对冷凝水检测结果是ph=7,碱度，硬度是零。
蒸汽冷凝水回收方式介绍蒸汽冷凝水回收方式有下列三种（各有特点，不同要求的场合，可以采用不同的选用）1、开式回收方式2、无泵回收方式3、闭式回收方式一、开式回收方式：没有技术含量，回收利用率最低，造价也最低，水质不能保证。
冷凝水泵工作原理
冷凝水泵工作原理
冷凝水泵是一种用于将冷凝水从蒸汽系统中排出的装置。
其工作原理如下：
1. 冷凝水进入泵体：冷凝水通过进水口进入泵体。
2. 泵体内的叶轮旋转：冷凝水进入泵体后，叶轮开始旋转。
叶轮通常采用离心式设计，因为它能够提供更高的流量和更高的压力。
3. 增加水压：叶轮旋转时，冷凝水被投射到泵体的各个部分，使得液体被挤压并沿着泵体内壁形成旋涡状流动。
这种旋涡流动增加了水的压力，并将其推向出水口。
4. 引力作用：当冷凝水通过叶轮旋转并向外移动时，重力开始发挥作用。
重力将水从泵体底部引向泵体顶部，并通过出水口排出。
5. 冷凝水排出：冷凝水通过出水口排出泵体，并进入排水系统或其他目的地。
总结：冷凝水泵通过离心力和引力共同作用，将冷凝水从蒸汽系统中抽出并排出。
阐述蒸汽冷凝水的回收和利用方法
阐述蒸汽冷凝水的回收和利用方法随着人们节能环保意识的提高，人们对冷凝水的看法也在发生转变。
曾经被视为蒸汽输送中低廉副产品的冷凝水，由于冷凝水回收技术的应用，如今已被视为宝贵的资源。
把冷凝水直接排掉，无异于丢掉可观的经济效益。
不同压力下蒸汽产生的凝结水所含有的热量不同（一般在60℃以上，有的甚至可达90℃），蒸汽压力越高，冷凝水含有的热能越大，其内在能量相当可观。
据统计，冷凝水含有的热量可占到蒸汽总热量的15%～30%。
由于冷凝水温度较高，且含有一定量的化学成分，将未经处理的冷凝水直接排掉也会对环境造成危害并威胁人身安全。
通过回收冷凝水，使锅炉、蒸汽、冷凝水成为一个闭式循环系统，可以充分利用冷凝水中的热能。
当今，许多科技人员都在探索冷凝水的二次利用方案以及如何使热源回收达到最大化，闭式冷凝水回收系统就是其中一种。
闭式冷凝水回收系统是一种使冷凝水在回收利用过程中不与大气接触的循环系统。
一般来说，该系统运行压力高于大气压力，其节能效果和综合效益优于开放式回收系统。
闭式冷凝水回收系统的优点主要表现在以下三个方面：一是由于闭式回收系统中闪蒸损失的大大减少和凝结水的及时输送，使冷凝水本身的热量得到了充分利用；二是由于冷凝水与空气的隔离可以使水质保持较好的软化状态，减轻了回水管道和附件的腐蚀；三是系统运行安全可靠。
1 闭式冷凝水回收系统的工作原理闭式冷凝水回收系统的循环构成为：锅炉→蒸汽管网→用汽设备→疏水系统（集水点）→回收管网→回收机组→锅炉，工作循环见图1所示：图1 闭式冷凝水回收系统示意图在闭式冷凝水回收系统中，疏水阀将蒸汽运行过程中产生的冷凝水与蒸汽分离，并将分离出的冷凝水输送到集水箱；冷凝水输送泵将集水箱中收集的冷凝水输送到锅炉给水槽，给水槽中的冷凝水经过处理后再由给水泵输送到锅炉。
给水槽承担着为锅炉补水的功能，锅炉运行过程中消耗的水通过给水槽补充。
未安装冷凝水回收装置的蒸汽系统，锅炉运行过程中消耗的水需要全部由新水补充。
蒸汽和冷凝水系统手册
蒸汽和冷凝水系统手册简介蒸汽和冷凝水系统是工业生产中常用的能源转换和传输设备，用于提供蒸汽能源和回收冷凝水。
本手册旨在介绍蒸汽和冷凝水系统的基本原理、组成部分以及操作和维护方法，供工程师和操作人员参考使用。
目录1.蒸汽系统– 1.1 蒸汽的发生和传输– 1.2 蒸汽系统的组成部分– 1.3 蒸汽系统的操作技术– 1.4 蒸汽系统的维护和故障排除2.冷凝水系统– 2.1 冷凝水的回收和利用– 2.2 冷凝水系统的组成部分– 2.3 冷凝水系统的操作技术– 2.4 冷凝水系统的维护和故障排除1. 蒸汽系统1.1 蒸汽的发生和传输蒸汽是将液体水加热至其沸点后，水分子变成气态分子的过程，具有较高的热能储存能力和传递效率。
蒸汽在工业生产中主要用于提供动力、加热和升温等方面。
本节将介绍蒸汽的发生和传输原理。
1.2 蒸汽系统的组成部分蒸汽系统由蒸汽发生器、蒸汽管道、阀门、附件设备和安全装置等组成。
本节将详细介绍这些组成部分的功能和特点。
1.3 蒸汽系统的操作技术蒸汽系统的安全操作对于保证工业生产的正常进行至关重要。
本节将介绍蒸汽系统的开启和关闭技术、调节技术以及常见的操作问题和解决方法。
1.4 蒸汽系统的维护和故障排除蒸汽系统的定期维护和及时故障排除能够延长设备寿命、提高系统效率。
本节将介绍蒸汽系统的维护要点和常见故障排除步骤，以及注意事项。
2. 冷凝水系统2.1 冷凝水的回收和利用冷凝水是将工业生产过程中产生的热量通过冷却传递给水而形成的水。
回收和利用冷凝水能够达到节能减排的目的。
本节将介绍冷凝水的回收和利用方法。
2.2 冷凝水系统的组成部分冷凝水系统由冷凝器、冷却水供应系统、冷凝水管道和水处理设备等组成。
本节将介绍这些组成部分的功能和特点。
2.3 冷凝水系统的操作技术冷凝水系统的操作技术包括冷凝器的清洗和维护、冷却水的供应和循环等。
本节将介绍冷凝水系统的操作技术和注意事项。
2.4 冷凝水系统的维护和故障排除冷凝水系统的定期维护和故障排除能够确保系统的正常运行和提高效率。
蒸汽和冷凝水系统说明材料-冷凝水的排除
的上升，控制器又会使阀门关小，蒸汽空间内的压力又会下降，积水会再次产生。
结果导致水温不断的在60℃上下波动。在很多情况下，二次侧的介质可能是其它产品，这就会影响产
品的质量。
什么是失流的征兆，失流会造成什么影响？ 简要的说，失流发生时，可能会出现以下一种或多种现象：
1.疏水阀温度很低甚至冰凉。 2.控制阀不断振荡。
短期问题 如图13.1.1所示，选型过大的空气预热盘管安装了一个错误型式（或口径）的疏水阀。 在此例中，该盘管用于预热通过主蒸汽盘管的冷空气。尽管该预热盘管到达了其期望的热负荷，但由于
其选型偏大，盘管的下半部分会积满水。通过盘管的冷空气接近0℃（流速通常为3m/s），流过预热盘管时 很容易导致盘管内的积水结冰。这就需要维修或更换预热盘管，不仅麻烦而且造成额外的费用支出。
当选型正确时是不会发生积水和结冰现象的。
Байду номын сангаас
长期问题 如果疏水阀选型过小，但换热器选型偏大，通常选型过小的疏水阀不会立刻影响换热器的加热效果。 相反，表面上这个选型错误的疏水阀反而会提高冷凝水系统的性能。例如，安装于换热器后的热静力
式或固定排放孔式疏水阀会阻止冷凝水的排放，因此冷凝水的温度会变低。这会降低冷凝水管道内或集水 箱排放口处的二次蒸汽量。部分监察人员会认为这样很节能，并试图推广这种使用方式。不幸的是，情况 并不如它所表现的那样。事实上，让冷凝水过冷之后再进行排放意味着换热器具有一定的积水。冷凝水不 断的淹没蒸汽空间会造成换热器腐蚀。整个换热器的使用寿命降低，整个使用期内使用成本升高。
基本的换热理论告诉我们，蒸汽的温度比二次侧流体的温度越高，则加热效率越高。可以通过改变一 次侧蒸汽的温度（即改变蒸汽压力）来改变换热器的加热量。
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短期问题 如图13.1.1所示，选型过大的空气预热盘管安装了一个错误型式（或口径）的疏水阀。 在此例中，该盘管用于预热通过主蒸汽盘管的冷空气。尽管该预热盘管到达了其期望的热负荷，但由于
其选型偏大，盘管的下半部分会积满水。通过盘管的冷空气接近0℃（流速通常为3m/s），流过预热盘管时 很容易导致盘管内的积水结冰。这就需要维修或更换预热盘管，不仅麻烦而且造成额外的费用支出。
13.1.2
蒸汽和冷凝水系统手册
第13章 冷凝水的排除
换热器和失流 章节13.1
蒸汽入口
控制阀节流以 满足负荷的减少
冷凝水回收管
蒸汽位于 换热器的 顶部
热空气从加热管顶 部流出
冷空气入口
提升/或背压
风道
冷凝水聚集在 换热器的底部
冷空气从加 热器底部流出
蒸汽疏水阀变冷甚至冰凉 图13.1.1 空气加热器失流现象 由于换热器选型时使用的安全系数以及换热器的尺寸都是事先定好的，因此换热器的换热器面积通常比 实际需要的换热器面积大得多。这样换热器的换热能力会大大提高。这同样意味着此换热器所需要的蒸汽压 力比正确选型的换热器所需的蒸汽压力低得多。导致换热器内蒸汽压力过低，无法将冷凝水通过疏水阀正常 排出。换热器内的蒸汽压力非常重要，因为它不仅会影响失流的发生，而且会反过来影响疏水阀的选型。 在进行疏水阀选型之前，首先必须评估换热器是否会有失流发生，如果有失流，到何种程度。如果没 有进行评估，换热器有可能会在部分工作时段甚至整个工作过程中都发生积水现象。当积水发生时，可能 操作人员或监察人员并不会立即发现，因为对于这个选型过大的换热器，其换热效果可能并没有什么降低。 但是对于换热器而言，除非设计用于积水状态，否则积水会导致短期和长期的危害。
如果系统设计正确，这种控制方法的确具有一定的优点。换热器内的冷凝水在排放前会进一步地冷却， 这显著的降低了冷凝水管道内的二次蒸汽量，节能的同时提高冷凝水的回收效果。
这种控制方式的主要缺点是当负荷变化时，系统反应滞后，跟不上负荷的变化。
什么是失流?
失流是指换热器内蒸汽空间的压力等于或小于疏水阀后的总背压从而导致冷凝水无法从换热器内排除 的现象。
换热器积水所造成的影响通常和一些特定的使用环境有关。 本章详细列出了换热器失流的征兆和影响。
为何会发生失流?
在了解失流之前，首先必须了解蒸汽是可以冷凝的介质，在冷凝时会放出大量的热量。在蒸汽冷凝的 过程中，其温度和压力都维持不便。
蒸汽和冷凝水系统手册
13.1.3
第13章 冷凝水的排除
换热器和失流 章节13.1
基本的换热理论告诉我们，蒸汽的温度比二次侧流体的温度越高，则加热效率越高。可以通过改变一 次侧蒸汽的温度（即改变蒸汽压力）来改变换热器的加热量。
例如，大气压力下饱和蒸汽的温度为100℃，冷凝成水后仍旧是100℃，表压1 bar时，蒸汽的饱和温度 为120℃，冷凝成水后水温仍为120℃。在换热器内，蒸汽的压力有可能低于大气压力，例如，低于大气压 力0.5 bar的蒸汽，其饱和温度为82℃，同样，其冷凝后水温仍旧是82℃。饱和蒸汽压力和温度之间的关系 是确定的，并可以从蒸汽性质表中查得。
当选型正确时是不会发生积水和结冰现象的。
长期问题 如果疏水阀选型过小，但换热器选型偏大，通常选型过小的疏水阀不会立刻影响换热器的加热效果。 相反，表面上这个选型错误的疏水阀反而会提高冷凝水系统的性能。例如，安装于换热器后的热静力
式或固定排放孔式疏水阀会阻止冷凝水的排放，因此冷凝水的温度会变低。这会降低冷凝水管道内或集水 箱排放口处的二次蒸汽量。部分监察人员会认为这样很节能，并试图推广这种使用方式。不幸的是，情况 并不如它所表现的那样。事实上，让冷凝水过冷之后再进行排放意味着换热器具有一定的积水。冷凝水不 断的淹没蒸汽空间会造成换热器腐蚀。整个换热器的使用寿命降低，整个使用期内使用成本升高。
第13章 冷凝水的排除
换热器和失流 章节13.1
13.17 换热器和失流
蒸汽和冷凝水系统手册
13.1.1
第13章 冷凝水的排除
换热器和失流 章节13.1
换热器和失流Байду номын сангаас
前言
本章将讨论装备有以下设备并使用饱和蒸汽作为加热介质的换热器中冷凝水的排除问题： 换热器蒸汽供给管线上安装控制阀用于控制温度。 换热器使用疏水阀排除冷凝水 换热器一次侧称为“蒸汽空间”，蒸汽中冷凝水排除装置称为“疏水装置”。该“疏水装置”可以 是“蒸汽疏水阀”、“疏水阀泵”或“机械泵和疏水阀组合”。 换热器二次侧被加热流体的出口安装有温度感应器，不论负荷如何变化，控制阀通过开度的变化来调 节蒸汽流量（即调节蒸汽空间的压力），努力将被加热流体的出口温度控制在设定值。 蒸汽疏水阀后的冷凝水管道可能会有一定的提升，或冷凝水管道内有一定的压力，或者冷凝水直接排 向大气环境。本章将冷凝水管道内的压力称为“背压”。 大部分的换热器都是采用以上的控制方式，例如 管壳式换热器。 板式换热器。 风道中蒸汽加热盘管或盘管组。 制程设备、槽、缸等设备的加热管道或盘管。 简单起见，本章将以上装置统称为“热交换器”或“加热器”，将被加热流体所流通的通道称为换热 器的“二次侧”。 通常换热器的蒸汽空间内积水或者被冷凝水占据会导致换热器的换热性能下降。导致换热器内积水的 原因主要有以下两种： 使用了错误类型的疏水阀。 失流。
重要提示 有些温度控制系统允许换热器的蒸汽空间内有部分积水，在这些系统中，控制安装于冷凝水的出口端，
通过控制阀的阀位的变化来改变换热器内冷凝水水位。水位的变化使蒸汽与换热器壁面的接触面积发生变 化，从而改变换热器负荷，控制二次侧流体的出口温度。
对于这种系统，一定要注意换热器需要特别设计和制造，必须能够承受一定的积水。如果不是这样， 换热器内的积水会导致换热器效果下降并降低换热器的使用寿命。