冷凝水的回收与利用

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改变。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，如今已被视为宝贵资源。
一、冷凝水回收方法
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它用热处，如除氧器等，这就是冷凝水回收系统。该系统的作用在于回收利用冷凝水的热量（包括闪蒸汽热量）和软化水，根据不同情况可采用不同工艺方式。一般习惯上有开式系统和闭式系统之分。
(1)开式系统
该系统冷凝水收集箱是开口式，与大气相通，由于冷凝水进入收集箱时压力突然降低，水温高于该压力对应的沸点，产生大量二次闪蒸汽，剩余冷凝水温度大约是100℃。实际上，由于闪蒸散热或有时为了防止输送水泵汽蚀而兑入冷水，回收水温仅在70℃左右。加之开式回收方式会有空气进入冷凝水回收管道，容易引起管道腐蚀。但开式系统装置简单，投资较少。与冷凝水直接排放相比，仍有一定的节能效果。
(2)闭式系统
该系统中冷凝水收集箱是封闭式，系统内冷凝水压力始终保持高于大气压力，使冷凝水水温低于该压力下的沸点，冷凝水的热能得到充分利用。而且闭式系统的冷凝水保持蒸汽原有品质，用于锅炉给水时，不会增加溶解氧量，也减少了锅炉补水量，减少了水处理的费用。
冷凝水是否属于闭式回收，要看系统压力和大气压力之间的关系。若用汽设备使用蒸汽压力为P1，冷凝水回收集水罐的标定压力为P2，大气压力为P0。当P2越接近于P1时，回收系统闭式程度越高，节能率越高；反之，P2越接近于P0时，回收系统的密闭程度越差，节能率越小。显然，密闭系统评判标准是P0、P1、P2三者的大小关系。当P2=P0时，就不能称为密闭式回收系统，就变成了开式回收系统。其节能率和开式系统也就是一样的
二、冷凝水回收技术的选择方法
按用汽设备使用蒸汽的压力和温度选择回收方法
1）用汽设备疏水压力小于0.15MPa时，冷凝水可以利用重力自流回收。尽量用集水罐与水泵吸入口的液位差提供防汽蚀压头，如果工艺布置不能保证必要的防汽蚀压头，要采取专门的防汽蚀装置。
2）用汽设备疏水压力在0.15-0.6MPa之间，多数采用增压回收方式回收冷凝水。要仔细核算阻力损失，设计集水罐超压排气装置，考虑直接喷淋吸收和增压回收两种方式利用超压排气。需要选用泵叶轮耐温150℃的水泵，配置专门的防汽蚀装置。
3）用汽设备冷凝水压力大于0.6MPa，采用高压、中压回收系统闪蒸汽，闪蒸汽供中压或低压用汽设备。闪蒸量小于或等于中低压热用户蒸汽使用量，具有相同使用周期时，可直接利用。无中、低压热用户时，设中压或低压热交换装置，加热其它工艺介质， 以达到相同的热能利用效果。采用喷射热泵方式，增压增量利用。
按用汽设备供热方式选择负荷稳定，耗汽量大的用户
1）条件
企业生产工艺要求该类换热设备开机后即处于一种耗汽量和蒸汽使用压力均稳定的负荷。
2）管网选择
按余压回水方式的限定流速和比摩阻原则设计管径，可不专门设集水罐。回收管网直接接回收装置。
3）回收装置选择
按回收冷凝水流量和冷凝水热用户阻力确定冷凝水泵防汽蚀装置流量和扬程，在装置吸入管考虑装设故障时的自动排水功能。
特殊工艺要有特殊的处理方法，在回收系统上和回收装置的选配上力求达到最佳的效果。按冷凝水用途选择冷凝水作锅炉补水
1）冷凝水作锅炉汽包补水
直接上锅炉是指将回收装置出口管接至原锅炉上水管在省煤器前端的某处（一般应在原上水泵止回阀后端）。由于上水温度提高，应注意省煤器安全问题，可通过有关计算，确定省煤器出口的温度，对于非沸腾式省煤器，此温度应至少低于饱和温度30℃，对于沸腾式省煤器，省煤器出口温度应保证汽水混合物的干度≤20％。在锅炉原给水控制要求不高或无热力除氧时选择该方案。
2)冷凝水直接进热力除氧器
大型锅炉对上水连续性和平稳性要求很高，这时冷凝水不再直接输入锅炉而是进入热力除氧器，然后由原锅炉上水系统完成输入锅炉的任务。不管是直接上锅炉还是间接上锅炉，从安全的角度考虑，还应设置一根当锅炉或除氧器满水时供冷凝水排放的管道，此管一般接到软化水箱中，具有溢流管的性质。冷凝水的这种去向选择是自动的，一般通过电磁阀，双回路调节器等控制阀门来完成。冷凝水作低温热源当企业利用热电厂供汽，由于回收管网太长等原因无法直接回收到锅炉房时，或当冷凝水集水罐水质受到二次污染，不能做锅炉补水时，可作为低温加热热源使用。
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实际上有交错在一起的三种方式：冷凝水所含热能的回收，闪蒸汽的有效利用，软化水的回收。
对于高、中压回收系统，在系统中设专门的闪蒸装置，闪蒸汽供低压用汽设备使用。同时也减少了其余冷凝水的回收难度。如果没有下一级低压蒸汽用户，可以设置热交换器，加热其它用途的工艺介质，做到能量的有效利用。在冷凝水回收管网中可以设多级闪蒸装置，使蒸汽按梯级方式利用。
冷凝水回收装置中最终的冷凝水一般送回锅炉重新使用，这样不仅节约了热能，也节约了软化水，从而也节省了水处理的费用。
有时，冷凝水被污染，不能作为软化水，但是其中的热能还是应该尽量回收，可以作为低温加热热源使用，如用于取暖，间接加热热水或其它工质。
当企业采用热电厂供汽时，把冷凝水回收到锅炉管网太长，或者需要回收的冷凝水数量太少，不值得设回收管网，也应该把用汽点的冷凝水收集起来，就地利用。
三、冷凝水回收的意义
（1）冷凝水回收的必要性
 蒸汽的热能由显热和潜热两部分组成，通常用气设备只利用蒸汽的潜热和少量的显热，释放潜热和少量的显热后的蒸汽还原成高温的凝结水，凝结水是饱和的高温软化水，其热能占蒸汽热能价值的25%左右，而且也是纯净的蒸馏水，适合重新作为锅炉给水。
    因此，采取闭式冷凝水回收系统，最大程度回收系统的热能和软化水是非常必要的，无论是在经济效益还是社会效益上都有十分重要的意义。
(2)闭式回收凝结水系统与开式回收系统相比：

内容形式项目	开式回收	闭式回收	提高回收效率
回收软水	60-70%	全部	20-35%
回收疏水阀漏气	0	全部	100%
回收热量	30-50%	全部	50-70%
氧气再污染	污染	无	--
环境热污染	严重	无	--
可否直接用作锅炉给水	可以	可以	--

(3)开式回收无法避免的难题
    开式回收为了减轻气蚀危害通常采取降低凝结水温至普通水泵不产生气蚀的75℃左右，饱和凝结水在大气压下二次闪蒸，造成大量能量散失，能源利用率不足60%。
还造成了大量软化水损失，由于高温凝结水具有很高的脱盐度，是理想的锅炉补给水，在不回收或开式回收中却以二次蒸汽的形式将大量的软化水白白浪费掉。
由于凝结水与大气的接触，再次遭到污染及空气中氧气的再次融入，导致了管路系统内外腐蚀及电导率变化，缩短设备使用寿命，降低了凝结水的品质，甚至使其达不到脱盐水标准，降低了原本可直接作为锅炉给水的洁净蒸汽凝结水的品质，而不得不浪费或是重新进行水处理，而增加水处理费用。
在各种各样的常见开式回收中无法有效避免水泵气蚀难题，缩短水泵寿命，影响其它的设备运行。
（4）为什么回收冷凝水
   1kg的蒸汽完全冷凝后，就会在同样的温度和压力下产生1kg的冷凝水，高效的蒸汽回收系统将会重新利用这些冷凝水，如果不回收再利用这些冷凝水，既不能节约成本，同时也影响环境，整个系统缺乏技术含量。
   饱和蒸汽用于加热后释放出潜热，这是蒸汽中所蕴含的绝大部分能量。而剩余在冷凝水中的一部分热量称作显热。
   冷凝水不仅含有一定的热量，而且还是蒸馏水，几乎不含任何溶解固形物，很适合做锅炉给水。高效的蒸汽回收系统将回收这些冷凝水直接进锅炉。而冷凝水污染后，不能回收到锅炉。
   冷凝水是有价值的资源，即使回收一部分也会有经济效益。如果冷凝水不回收，就要向锅炉增加冷态补给水，需增加水处理费用、水费和燃料费用。低温的锅炉给水将会减少锅炉蒸汽的产出，给水温度降低，就越需要更多的热量加热给水，所以用于产生蒸汽的热量就相应减少了。
冷凝水回收的好处:
□减少了水费；
□减少了水排放费用和可能存在的冷凝水的冷却费用；
□减少了燃料消耗；
□减少了水处理费用
□减少了锅炉排污，因此而降低了能量损失