热力系统凝结水回收系统工艺

热力系统凝结水回收系统工艺
摘要：热力管道在工业项目中应用广泛，其在使用过程中产生的凝结水如果能妥善加以利用，不仅有利于节能环保、更能为企业节省一大笔开支。

本文以某一大型项目为例，介绍了闭式凝结水系统的组成以及系统的工作原理、经济效益，并详细介绍了疏水器的安装工艺。

关键词：热力系统疏水器凝结水闭式凝结水回收装置
前言：随着人们环境保护观念意识的加强、世界范围内的能源短缺现象日益突出，节能环保逐渐成为社会经济生活中必须优先考虑的前提条件。

如何合理高效地利用能源，保护自然环境，成为世界各国共同面对和关注的重要课题。

蒸汽凝结水回收作为一项可以大大提高能源利用率，有效节约水资源的新兴技术，近几年在一些发达国家得到了广泛的应用，并取得了可观的经济效益和良好的环保效益。

在现代工业生产和现代城市生活的供热系统中，存在着大量的工业废弃排放的高温液体、高温汽（气）体而没有被回收利用。

这不仅造成能源浪费，且废弃排放的高温液体、高温汽（气）体对周边环境造成了多样性的污染。

日前在由我司实施的某重点项目中，在热力系统中设计有整套密闭式凝结水回收系统，以达到企业节能、减排、节省投资的目的。

密闭式回收凝结水较传统开式回收凝结水减少10 ~ 15 % 凝结水损失，减少30 ~ 50 % 凝结水热量损失，且无闪蒸汽外逸，对周边环境无热污染。

1 系统介绍
密闭式凝结水回收系统由疏水阀组、回收管网、回收泵站和自控系统等组成。

蒸汽从锅炉输出经蒸汽管线进入厂房内用汽设备，放出热量后变成饱和状态的凝结水经过疏水阀组排出，再经过回水管道进入凝结水回收泵站集水罐，使用高温凝结水回收装置自动将凝结水输入锅炉或除氧罐，使蒸汽余热得到充分回收循环利用。

经过精心的设计、安装及调试后，可使供热系统运行更平稳，提高锅炉出力和效率，并可保证凝结水管网内的水质不受二次污染。

最大限度地减少燃料消耗和三废排放污染，同时美化厂区环境，获得最好的经济效益和社会效益。

下面以由本司负责施工的某大型工业项目为例对凝结水回收系统进行一个简单的介绍。

2 工艺流程
2.1凝结水回收管网安装
根据各个项目条件不同，凝结水管网的材质也有所区别，主要依据设计及业主的要求进
行选择。

在本项目中，凝结水管网采用316l不锈钢管道，凝结水管道与热力管道并列安装，管道采用焊接方式连接，按照设计图纸，管道按各区温度不同布置有方形补偿器，管道坡度：汽水同向流动时： i>0.003；汽水逆向流动时：i>0.005。

2.2疏水器的选型和安装
疏水阀作为用汽设备的重要配套阀门，其选型和维护保养很重要，相对于锅炉等大型设
备来说，疏水阀在许多人眼中是不起眼的小设备。

但在实际使用中，合理的选型不但能有效保证蒸汽管网的正常运行，还能减少漏汽和增加凝结水回收量。

因此在设备选型过程中，应根据耗汽量和疏水器前后压差选好排量合适的疏水阀，才能保证用汽设备的冷凝水顺畅排出，而不影响生产。

疏水器的选型通常结合具体设备蒸汽使用特点和参数选型，其具体方法是：根据每台用蒸汽间接加热设备的使用蒸汽的压力、流量及蒸汽凝结水回收的管径、距离、管道抬高背压等实际情况，计算出每台疏水器上前后压力差，再根据此压差和凝结水流量（流量要放大3-5倍，以保证冷态开车或设备加热不同阶段时有水量偏大的情况）查一般待用疏水器的排量表，选择疏水器的型号和数量。

只要选型合适，就可以保证通过疏水器将设备产生的蒸汽凝结水完全及时顺畅排出，不会对设备造成损坏、对生产造成影响。

此外，国家规定疏水阀的使用寿命为8000～10000小时，超过使用寿命后，漏汽率要增大，但一般可以及时维修或更换易损件。

疏水装置的安装位置也非常的重要，安装疏水阀必须按正规安装要求、才能使疏水阀和设备达到最佳工作效率。

在安装疏水阀之前一定要用带压蒸汽吹扫管道，清除管道中的杂物。

本工程中的疏水装置采用的是成套疏水阀组，主要由阀组前后端检修闸阀、过滤器、止回阀、观视镜、疏水阀及旁通管组成，如下图所示：在安装过程中要注意以下几点：
1）凝结水流向要与疏水阀安装箭头标志一致、止回阀安装方向
应符合要求，防止凝结水倒流回蒸汽管网内；
2）疏水阀应安装在设备出口的最低处，及时排出凝结水，避免管道产生汽阻；
3）如果设备的最低处没有位置安装疏水阀，应在出水口最低位置加个反水弯头（凝结水提升接头），把凝结水位提升后再装疏水阀，以免产生汽阻；
4）机械型疏水阀要水平安装；
5）蒸汽疏水阀不要串联安装；
6）每台设备应该各自安装疏水阀；
7）疏水阀前需要有一米以上不保温的过冷管，其它形式疏水阀应尽量靠近设备；
疏水阀后凝结水回收总管不能爬坡，会增加疏水阀的背压；
8）在蒸汽管道上装疏水阀，主管道要设一个接近主管道半径的凝结水集水井，再用小管引至疏水阀；
9）疏水阀组应安装在接近主管网，但是需便于维修、操作的部位，因为疏水阀组在日常使用中需要经常进行检查、遇有故障随时修理。

如果发现疏水阀跑汽、堵塞，要能及时排污和清理过滤网，每年至少要检修一次，清除里面的杂质。

2.3回收泵站的安装调试
常用的凝结水回收装置主要有开式回收系统和密闭式凝结水回收系统两种，在以往使用的高温凝结水开式回收系统中，通常存在以下缺点：向周围环境排放大量的二次蒸汽，造成30%~80%的热量
损失和部分水资源的浪费，也使余压资源完全损失掉；由于开式回收，凝结水与大气再次接触，使得氧气、二氧化碳及其他气体再次溶入凝结水，使其受到污染，加重了对下游设备及管路的腐蚀；二次蒸汽的排放使周围环境受到热污染和噪声污染；在实际系统中，还会排放掉疏水阀正常的泄漏蒸汽，并且经过部分自然散热降温才能输送利用。

由于以上缺点，使得开式回收系统不但多消耗了大量的软化水，还浪费了凝结水所含的热能，使锅炉多烧掉了大量的燃料，多排放了大量的烟气和污染物，耗能、耗水十分严重。

在本项目中使用的密闭式凝结水系统很好的解决了开式系统存在的上述不足，做到无二次闪蒸汽及疏水阀漏气的排放，使蒸汽凝结水所包含的热能、水量充分回收，系统热效率提高15~30%，与开式系统相比，回水率提高10~20%。

同时因为系统密闭，减少气体和回收水的接触，使水泵处于输送单相高温液体状态，能有效的消除凝结水加压泵的汽蚀，改善疏水工况。

本项目密闭式凝结水回收站采用成套凝结水回收泵站，主要由凝结水回收罐、高温凝结水型回收装置、自控电控系统（包括电控柜、传感器和执行器件组成）和自力式压力调节阀、水位控制仪、泵站附件等组成。

凝结水回收罐按一类容器设计，由设计院提供设计条件图，资质单位设计制造，带有全套压力容器文件。

除必要的凝结水进出口管口外，还设置液位显示输出、温度和压力指示以及安全阀等。

高温凝结水回收装置是关键设备，它由离心泵和喷射器等部件组成，可连续回收和输送饱和状态下的高温凝结水。

它的基本原理
是：由离心泵出口提供部分高压水作为喷射工作流，经过喷射器混合增压作用，使进入离心泵的高温水获得一定的动能和压力能，从而可以有效防止离心泵的汽蚀现象。

回收装置上的自力式压力调节阀用于稳定喷射器压力。

使用过程中，操作人员可根据电控柜上仪表和信号灯简明掌握现场的液面，电机电流，电压，泵运行、凝结水供给哪台锅炉等整个系统的各方面运行状况。

现场不需设专人，只需管理人员定时巡检，并作加油等日常保全工作。

3 经济及社会效益分析
实践证明，采用闭式凝结水回收技术能够产生显著的经济效益和环保效益，具体表现在：第一，大大减少了凝结水的闪蒸损失，从而使其本身的热量得到比较充分的利用。

据统计，将凝结水和闪蒸汽所含的热量完全回收，与将其完全排弃相比可节约锅炉燃料12-28％；与降温回收相比可节约锅炉燃料6%-22%。

第二，水的循环利用率高达90%以上，有效地节约了水资源，同时凝结水与空气的隔离状态使得这部分锅炉给水能够保持优良的品质，相应地降低了对锅炉给水进行软化及除氧的处理费用。

第三，从根本上避免了腐蚀性气体重新溶入锅炉给水，极大地缓解了对热设备及管网的腐蚀，延长了设备和管网的使用寿命。

第四，大幅减少了锅炉的排污率（一般与凝结水的回收率一致），在一定程度上增加了锅炉单位时间的产汽量，提高了锅炉出力。

第五，减少了由于跑、冒、滴、漏而产生的热污染和噪声，改善了工人的工作环境。

第六，烟尘飞灰、so2、co2、no2等有害气体排放总量以及炉渣排放量可减少
15-30%，可显著降低对周边环境造成的污染和破坏。

基于上述优势，如果该技术能得到大规模地推广应用，产生的经济以及社会效益将是不可估量的。

4 结论
本文以节能与环保为理念，针对目前的现状和存在的问题，对闭式凝结水回收系统的流程与组成进行了详细介绍，并指出合理选择疏水阀的重要性，给出了选择疏水阀的原理及其计算方法，同时，特别阐明了应用此技术所带来的经济效益和环保效益。

我们有理由相信，随着国家“可持续发展”战略的深入实施和人们环境保护意识的不断加强，该项技术将得到更加广泛的应用与发展，其经济价值和环保意义将越来越明显地体现出来。

参考文献
1、顾兴蓥. 民用建筑暖通空调设计技术措施. 北京: 中国建筑工业出版社. 1996.
2、第二版 .贺平,孙刚. 《供热工程》. 中国建筑工业出版社.1993.
3、新一版《工业金属管道工程施工及验收规范》（gb50235—97）。