冷凝水回收节能技术
生产中蒸汽尾气及冷凝水回收循环利用
自动化技术与应用今 日 自 动 化Automation technology and ApplicationAutomation Today2021.3 今日自动化 ｜ 1272021年第3期2021 No.31 现场讨论与技术实现1.1 开式回收系统开式回收时在水温降至75 ℃左右，采用高压泵对热水进行回收，但是由于生产过程中用掉的是蒸汽的热量，而并非是把全部的热能都用掉，蒸汽将热量用于生产线之后，冷凝水直接回收至锅炉。
因为冷凝水经由疏水阀直接排至大气中，大气压和锅炉内的压力差一般是在5~8 kg ，冷凝水在5~8 kg 的压力下突然降到大气压下，冷凝水迅速降温，热量大量释放到空气中。
这时闪蒸蒸汽便大量释放。
而闪蒸蒸汽大约占整个热量的50%，也就是说，闪蒸蒸汽造成的热量损失几乎是整个残留热能的一半。
其次热能损失在疏水阀上，一般生产时使用的疏水阀都是压片式，其疏水的状态都是汽夹液，从中带出来的蒸汽，又会造成20%左右的热能损失。
因此，开式回收系统对热能的回收率可能只有10%左右，其能源回收率是相当低的。
1.2 封闭式回收系统封闭式回收系统则完全与大气隔离，在全闭路装置中，依靠加压装置将废蒸汽和高温冷凝水进行压缩，再将高于锅炉蒸发压力的汽水混合物直接压进锅筒，扩容后形成二次蒸汽再进行利用，如此循环。
这样不但直接减少了蒸汽冷凝水的跑、冒、漏、滴的热损失和热污染，还能取得一系列可观的节能效益。
经过对两种回收系统的透彻分析，项目结合现场生产设备设计及车间布局，最终确定以封闭式回收系统为主，结合开放式蒸汽回收系统之优点，对将设备使用之后的尾气及冷凝水通过回收系统回收，最大程度地利用蒸汽的热量与水资源。
为最大程度的保障回收冷凝水的洁净度问题，全套系统所有的管道均采用304不锈钢材质，阀门均采用304不锈钢卫生球阀，确保了所回收冷凝水不受污染，回收水的洁净度得到有效保障。
而且，使用高规格材料也进一步提高了整个回收系统的耐用性和使用寿命。
冷凝水回收技术
冷凝水回收技术
一、基本概况
冷凝水回收技术：是一种将冷凝水进行回收和利用的技术，可以提高能源利用率，减少浪费和环境污染。
二、应用场景：
1.空调系统：空调系统在运行过程中会产生大量的冷
凝水，通过冷凝水回收技术可以将冷凝水进行回收和利用，如用于冲厕、灌溉等。
2.工业生产：在工业生产过程中，如食品、饮料、化
工等行业，会产生大量的冷凝水，通过冷凝水回收技术可以将冷凝水进行回收和利用，如用于冷却、清洗等。
3.医疗卫生：在医疗卫生领域，如医院、实验室等，
会产生大量的冷凝水，通过冷凝水回收技术可以将冷凝水进行回收和利用，如用于清洗、消毒等。
4.建筑节能：在建筑节能领域，如空调系统、供暖系
统等，通过冷凝水回收技术可以将冷凝水进行回收和利用，如用于供暖、制冷等。
总之，冷凝水回收技术是一种环保、节能、高效的技术，可以提高能源利用率，减少浪费和环境污染，具有广阔的应用前景。
冷凝水回收技术及应用
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。
蒸汽管网节能-冷凝水回收技术在炼油厂的应用
所 有 凝 结 水 回 收 并精 处 理 ， 理 后 的 凝结 水送 至蒸 汽动 力 装 置 进 行 重 复 使 用 ， 约 了大 量 蒸 汽 ， 善 了 低 温余 热 处 节 改
起来， 回收到 动 力 车 间 新 增 的 凝 结 水余 热 利 用 系
统 和凝 结水 除 油 、 除铁 系统 ， 处理 后 的凝 结水 送至
１ｍｇＬ， ／ 出水进入 混合床 。
凝 结水 泵
图 １ 冷 凝水 精 制 系统 工 艺 流 程 示 意
榆林 炼油 厂冷凝 水 回收 系统改 造项 目于 ２ ０ ０７ 年实施完 毕 ， 造后 ２ ０ － ２ １ 改 ０ ８ ０ ０年精 制凝 结 水 水 质指标平 均数 据见表 ２ 。从 表 ２可 以看 出 ， 凝结 水 系统改 造后 运 行 至 今 ， 制 凝 结 水 的 电导 率 由原 精
（． １ 陕西 延 长 石 油 集 团榆 林 炼 油 厂 ，靖 边 ７ ８ ０ ；２ 陕 西 延 长 石 油 集 团 研 究 院 ） １５ ０ ．
摘 要 ： 对 陕 西 延 长 石 油 集 团 榆 林炼 油 厂 疏水 系统 和凝 结 水 回收 系统 等 方 面 存 在 的 蒸 汽 泄漏 严 重 、 凝 针 冷
较大 加热 设 备 的 疏 水 ； 采 用 截 止 阀 控 制 开 度 进 ③
行疏 水 ， 主要 用 于蒸 汽 管线 疏 水 和伴 热 ， 分 用 于 部
换 热 设 备 的 疏 水 ； 少 部 分 的 疏 水 点 没 有 安 装 疏 ④
水阀。
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。
密闭式蒸汽凝结水回收节能技术的应用和推广_魏文茂
·节能技术·密闭式蒸汽凝结水回收节能技术的应用和推广辽宁省能源研究所中国蒸汽冷凝水回收技术研究推广中心 魏文茂 冯正中卢丙方 马隆龙 鲍希钦 肖艳京 摘要本文阐述了80年代后期开始在我国推广应用的密闭式蒸汽凝结水回收节能技术,及其在各行业应用中的一些典型实例,在大量的推广应用实践中,该技术结合其他节能技术和工业技术,使其获得进一步完善,成功地扩展和提高,成为我国一项新的高效余热回收节能技术。
关键词蒸汽冷凝水 密闭式蒸汽凝结水回收系统 高温冷凝水回收装置1 密闭式蒸汽凝结水回收系统介绍密闭式蒸汽凝结水回收技术是国外80年代开始商业化的一项先进节能技术。
辽宁省能源研究所自1985年开始,在国内首先对这项新技术进行研究,在充分解决了工艺系统、设备、自控等方面的一系列难题,又通过一批企业成功应用的实践基础上,1988年通过省级技术鉴定,1989年获辽宁省科技进步二等奖。
此后,开始了较大规模的应用开发推广工作。
密闭式回收比传统的开放式回收具有明显突出的优越性,图1为一个比较典型的回收系统。
图1 密闭式蒸汽凝结水回收系统 从图1中可看出,由锅炉产生的蒸汽,在间接加热设备内释放出汽化潜热并加热物料后,生成饱和状态的凝结水。
蒸汽凝结水经过浮球双金属疏水器,依靠蒸汽余压提升到回收管网,最后汇总到集水罐。
集水罐的压力由压力调节器调整标定。
压力调节器还起着安全阀和溢流阀的作用。
饱和状态的高温蒸汽凝结水在集水罐内充满至调定高位时,液位控制器发生信号自动启动高温冷凝水回收泵装置,该设备将离心泵和喷射泵结合起来,有效地消除了普通离心泵输送高温水时发生的气蚀现象,可以正常输送150℃的高温水。
当集水罐中的凝结水被泵抽到低水位时,回收装置即自动停运。
凝结水经回收装置加压后可直接送入锅炉,另一个自控回路可根据锅炉液位信号,保不证凝结水在正常水位下补进锅炉,如锅炉出现高水位,它可以自动切换管路上的电磁阀,将冷凝水暂时送往除氧水罐或软化水箱。
冷凝水回收
• 开式系统： 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 是向大气敞开的，通常是冷凝水的集水箱敞 开于大气。
• 闭式系统： 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。
冷凝水回收形式
（1）开式系统 优点：设备简单，操作方便，初始投资小； 缺点：经济效益差，且由于冷凝水直接与大气
冷凝水回收的意义
基于上述情况我们考虑以下问题：
如何有效利用余热 如何处理和利用凝结水 如何合理选用回收设备
最优化的环境 和经济效益
冷凝水回收形式
1
现有冷凝水回收技术中存在的问题
2
冷凝水回收方式简介
3
冷凝水回收系统简介
4
冷凝水回收方式与设备的确定
冷凝水回收形式
（一）现有冷凝水回收技术中存在的问题
2）水的据统循计环，利将凝用结率水高和闪达蒸9汽0%所含以的上热，量完有全效回地收，节 约与将了其水完资全排源弃，相同比可时节凝约结锅水炉燃与料空12气－2的8％隔;与离降状温回态 使收相得比这可部节约分锅锅炉炉燃料给6水－2保2％持。优良的品质，相应 地降低了对锅炉给水处理费用。
冷凝水回收节能评估
3）为保证疏水畅通，水箱以及给水泵需地下 设置，建筑施工量大，另外还要增加一套排 水系统。
冷凝水回收形式
• 利用现有设备的技术改进 以废汽回收压缩机为例
其将活塞式空气压缩机进行技术改造，用于回收连水带 汽的冷凝水。
特点： 用汽设备不安装疏水器，活塞式压缩机
将连水带汽的冷凝水全部输入锅炉。 缺点：
设备热能利用率低的问题，且受压缩机 容量限制，仅适合小流量、用汽设备压力比 较均等的冷凝水回收。
斯派莎克“高温冷凝水回收技术”喜获“2013节能中国优秀技术”称号
（ ５ ） 与“ 蒸规” 的规定 不符 与“ 蒸规 ” 规定 不符 已见 前 述 。 由于《 锅 炉 安 全 技 术监 察 规 程 》（ 下简 称 “ 锅规” ）已取 消 “ 蒸规” （ １ ９ ９ ６年版 ） 第 １ １ １条 对散 件 出厂 锅 炉 的集 箱 应 在 制造单 位 内进 行 水 压 试 验 的 表 达方 式 ， 因此 与 “ 锅
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简讯 ・
斯 派 莎 克“ 高 温 冷 凝 水 回 收 技 术 ＂ 喜 获“ ２ ０ １ ３ 节 能 中 国 优 秀 技 术 ＂ 称 号
２ ０ １ ３ ＃ － ５ 月２ １ 日，由 中国节能协会主 办的 “ ２ ０ １ ３ 第四届节能 中国推介 活动发布仪 式”在 北 京京西 宾馆 举行 。第十届 全 国人 大副委 员长顾 秀莲 出席颁 奖并作 了重要讲话 。斯 派 莎克工程 （ 中国）有 限 公 司的 “ 高温冷凝 水回收技术”荣获 了 “ ２ ０ １ ３ 节能 中国优秀技术 奖项 。这 是斯 派莎克 自２ ０ １ ０ 年荣获 “ 十大节能贡献企业”之后 ，第三次荣获节能领 域的国家级权威 奖项。 此次节能 中国贡献 奖评选 活动是 由 中国节能协会发起 并与科博会 中国能源战略 高层论 坛组委会 共 同举 办的 ，评 选历 时６ 个月， 奖项评选 范围涉及工业 节能 、交通运输 节能、建 筑节能、公共机构节 能 、商用和 民用节能等领 域 。 旨在 推动 中国节能事业发展 ，展 示我 国 “ 十二 五”规划期 间节能领 域 的最新 成 果和成 就 ，表彰 为中国节能事业发展作 出贡献 的人 士、企业和 品牌 ，树立标杆和楷模 ，以 榜样 的力量推动 中国节能事业健康 、快速发展 。 斯 派 莎克工程（ 中国） 有限公 司秉承集团在 蒸 汽领域１ Ｏ ０ 多年 来的历 史和经验 ，１ ８ － 来为中 国广 大 ＃ 客 户提供 全方位 蒸汽 系统解决 方案和产 品， 帮助 客户有效地提 高蒸汽 系统效率 并节约能源， 得到 中国工 业 蒸汽用户的 高度认可， 为 中国节能 事业作 出了 巨大贡献 ，得 到 了活动 组委会专 家评 审的一致认 可 ， 并称斯 派莎克为 蒸汽系统节能专家。 此次参评 的高温冷凝水 回收 节能技 术 ，采 用蒸汽、压 缩 空气或其他 气体 作 为动力 ，通常用于 蒸 汽 系统冷凝 水回收。在 合适 的情况下 ，可以直接 从真 空或有压 力的设备 中排 水。与浮球 式蒸汽疏水 阀组合使 用时，可在任 何工 况甚至是真 空状 态下从有 温度控 制的换热 器中有 效排 除冷凝 水。该技术 为我 国企业 的节能减排 及蒸汽 系统安全稳 定运行 贡献 一己之力 ，为我 国的经 济发展 添砖加 瓦。 关于此评 奖活动 的更多信 息和报 道可通过下面 网页 了解：
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冷凝水回收节能技术研究
摘要：大多数工业锅炉和染色设备存在能耗高、热量浪费问题。
针对此类现象，安装冷凝水回收装置，以回收冷凝水的热量和水量，达到节能和节水的目的。
本文通过冷凝水回收节能案例分析，验证回收冷凝水是一种有效的节能手段。
关键词：锅炉，染色设备，冷凝水回收，节能
0 引言
根据国家能源研究部门估算，我国能源利用效率目前很低。
如果生产100万元的产品，中国需要花费的能源是美国生产同类产品耗费能源的2.5倍，欧盟的5倍，日本的9倍。
如何提高能源利用率具有重大意义[1-2]。
冷凝水回收节能技术采用能源梯级利用原理，能最大限度地提高能源利用率。
染色设备安装冷凝水回收及综合利用节能设施，不但能够节约锅炉用油量、节约锅炉用水及染色设备用冷却水量，而且车间环境大大改善了，既降低了生产成本又提高经济效益，提高企业在社会的竟争力。
1 冷凝水回收节能技术原理
冷凝水的最佳回收利用方式是用作锅炉给水。
冷凝水回收系统分为开式和闭式两种。
开式系统简单，投资少，但由于内部有腐蚀性气体和杂质，水温下降幅度较大，已基本被闭式代替。
目前的新型闭式冷凝水回收技术利用喷射泵的增压原理，解决了水泵的汽蚀
问题，而且增加了净化的措施，回收效率很高，节能率在10％左右。
工业锅炉冷凝水杂质主要以磁性氧化铁（fe3o4）为主，因此净化装置主要是除铁过滤器，除铁过滤器常用的有管式过滤器、容器式过滤器和电磁过滤器。
除铁过滤器内的滤料主要用锰砂，是依靠其接触氧化能力和吸附能力来除铁，而决定这两项能力的主要因素是滤料表面的二氧化锰含量，
冷凝水回收节能装置主要包括：储存装置、驱动装置、加速装置和水质净化装置。
冷凝水回收净化装置三维图如图1所示。
图1 冷凝水回收净化装置三维图
冷凝水回收节能装置在锅炉蒸汽系统的安装图如图2所示。
图2冷凝水回收节能装置安装图
2 染色设备冷凝水回收案例分析
2.1 设备状况
广州白云区某织带有限公司，原来有一台1t/h的燃油蒸汽锅炉，为了扩大生产更换了一台2t/h燃烧重油的蒸汽锅炉，在安装锅炉时，把染色车间的染色设备排放的冷凝水和锅炉分汽缸的冷凝水集中回收并经过处理，供锅炉给水使用和洗涤设备用水。
该车间的染色设备如图3所示。
2.2 节能量计算
2.2.1 回收余热量的计算
计算公式：q = w×c×δt
式中：q ──回收余热量, kj/h
w ──回收冷凝水重量取2000 kg／h（一般取蒸发量的95%左右，该公司因操作工艺特殊，换热设备在停止加热后，再关闭蒸汽阀，打开冷水降低物料温度，加热后的热水通过回水管道进入热水箱，所以得到按100%选取）
c ──水的比热,取4.1868kj／kg℃．
δt ──热水实测温度与锅炉设计给水温度之差值，热水实测温度平均值95℃，锅炉设计给水温度20℃。
代入公式：q = w×c×δt=2000kg／h×4.1868kj／kg℃×（95℃－20℃）=628020kj。
2.2.2 节油量的计算
按锅炉设计规定：锅炉蒸发1t／h蒸汽即2512080kj热量（60×104大卡／h）需要72.5kg／h （以60＃重油计算），则每小时可节约用油量为628020kj÷2512080kj×72.5kg／h =18.12kg／h,那么每天（按24小时计算）可节油18.12kg／h×24 h =434.88kg,若按每年生产300天计算，则每年可节油130464kg，平均每月节油10872kg，按目前每公斤重油6.5元计算，每年节约购油开支约848016元。
根据锅炉设计参数，蒸发量为2t／h的燃油锅炉，需要145 kg
／h 60＃重油，则节油百分比为18.12kg／h÷145 kg／h×100% = 12.5%。
2.2.3 节水量计算
要蒸发2t/h蒸汽所需用水量为2t/h，按回收冷凝水90%计算，每小时节约软水1.8t，每天节水（按24小时计）为1.8×24=43.2t，每年（按300天计）节水量为43.2×300=12960t，按目前广州市工业用水每吨3.8元（含排污费）计算，每年可节约用水开支49248元。
2.2.4 节约软化水再生用盐量
软化水设备在使用一定时间之后树脂就要失效，必须用盐水再生，这样就需要工业盐，过去每年用于购工业盐费用不少，自从冷凝水回收后，这些冷凝水是纯蒸馏水可直接进入锅炉使用，再生树脂盐耗也可大大节省了。
另外，蒸馏水进入锅炉对提高锅炉的热效率大有裨益，这是确保锅炉安全经济运行的一项重要的举措。
2.3 冷凝水回收装置节能指标
把染色设备每天排出一百多吨和近100℃残液的余热进行设计、制造和安装相关设备把残液的余热进行回收，安装工程完工投用后，收到了显著的经济效益。
降低锅炉耗油量：每年节约重油约130吨，节省85万元，节能12.5%。
安装冷凝水回收装置前后各项技术、经济指标对比如表1所示。
3 结束语
通过冷凝水回收节能案例分析，安装冷凝水回收装置，投资少，安装时间短，日常维修费用少，是一种有效的节能技术。
使用冷凝水回收装置后，能耗降低百分之十二以上，锅炉能耗、染色设备用水量都得到显著的下降，企业的生产成本也显著降低。
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