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蒸汽锅炉冷凝水回收利用及效益分析 【摘要】蒸汽锅炉冷凝水回收利用是工业锅炉节能改造的重要技术之一，具有很大的经济、环境和社会效益，本文通过冷凝水利用方法的介绍及效益分析，探讨了冷凝水回收的可行性、必要性和重要性。 【关键词】冷凝水；回收；节能 1.蒸汽锅炉冷凝水回收的意义 蒸汽作为一种能量，在各行各业中被广泛应用。石化行业的原油集输站油罐加热用的热源是由燃煤蒸汽锅炉产生的蒸汽通过盘管把热量传导给加热的介质，换热管的管壁及换热管法兰连接部位在腐蚀介质中长时间运用后常常出现石油渗漏现象，致使通过换热以后返回锅炉房的冷凝水内含有少量的石油成份和铁离子及其它固体杂质，导致大部分原油集输站现阶段没有对返回锅炉的冷凝水进行处理回收，蒸汽冷凝水跑、冒、滴、漏现象严峻，既造成热污染，又可能烫伤现场操作工，冬天高峰期供汽时明显感到锅炉出力不足，冷凝水中包含的原蒸汽大约20%的热能被白白的奢侈掉，同时水资源奢侈严峻，蒸汽的潜能没有得到很好的利用。对于用蒸汽作为热源给集油罐供应热源加热的方式来说，蒸汽供应的热量仅仅是利用了蒸汽的潜热，而蒸汽的显热（即冷凝水里所具有的热量）几乎没有被充分利用，这是因为供暖用蒸汽放出汽化潜热以后，变成同温度同压力下的饱和冷凝水，假如没有被污染的话冷凝水就可以干脆返回供应锅炉重复运用，通过相关理论计算得知，饱和冷凝水内的显能占蒸汽热能总量的大约20%，假如能充分地利用回收的凝聚水，必将获得巨大的效益。对于我国这样一个严峻缺水、能源缺乏、生态环境脆弱的国家，从某种意义上来说，其节约用水、节约能源和爱护环境的社会效益甚至可能要超过干脆得到的经济效益。 然而蒸汽品质易受污染，或用汽设备及地点较为分散，蒸汽管线较长等缘由，使得蒸汽冷凝水的回收利用有肯定的难度。特殊是凝聚水中铁离子含量较高，不但易造成锅炉结生铁垢，而且会增加锅炉的腐蚀，影响锅炉的平安运行。使许多锅炉用户将品质良好的蒸汽凝聚水排至地沟而白白奢侈。 2.混凝沉降回收利用法 原油集输站现阶段冷凝水为红褐色混浊状物，其成份困难，含有少量的石油成份和铁离子及其它固体杂质，具有肯定的腐蚀性，不行回用。需选定合理的冷凝水处理工艺，使回收处理后的冷凝水符合GB/T 1576-2022工业锅炉水质标准之要求。 目前，冷凝水的处理按其工艺方式的不同可次分为开式处理系统和闭式处理系统两种类型，后者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，也削减了锅炉补水量，削减了水处理的费用。混凝沉降法属于闭式处理系统的一种。 （1）凝合原理： 由于冷凝水中细小的固体颗粒表面常有剩余电荷（而且相同的固体颗粒带有相同的电荷），因而在固液界面上存在肯定的电位差，为了消退电位差使整个固体颗粒处于电中性状态，在固体外围吸咐了肯定数量的带有相反电荷的离子，这就是所谓的双电层结构。对于单个颗粒，由于双电层的存在使其呈电中性，因而在肯定距离以外没有电场作用，但是当两个颗粒相互靠近时，依据库仑定律，它们之间将产生静电斥力，特殊是当两个颗粒双电层产生重叠时，重叠之处的反号离子同时处于两个颗粒的作用范围之内，使原有的平衡状态受到破坏，重叠区的反号离子将重新平衡安排，当重叠区内的离子浓度高于其它部位，结果引起离子向非重叠区渗透。另外，双电层的重叠破坏了原有电平衡，出现了附加静电不平衡力，渗透力与静电力综合作用的结果，使两个颗粒不能接着靠近，产生排斥现象，正是这种排斥现象的产生才使泥水中固体颗粒保持相对分散状态而难于自然沉降。因为这种分散是由于固体颗粒表面的电荷引起的，所以，往泥水中加入某种电解质，通过电解质在污水中电解产生的离子去消退固体表面电荷、压缩双电层，从而达到减小甚至消退相同固体颗粒之间的相互排斥作用而使其凝聚成块，这就是所谓的凝合过程，而其中的电解质则为凝合剂。 （2）絮凝原理： 在冷凝水中加入具有较长线性分子结构的高分子化合物，这些高分子化合物在污水中发生电离作用并通过静电键合、氢键、共价键合等作用与污水的固体颗粒发生吸附作用。由于这些线性高分子化合物分子结构通常很长（例如聚丙烯酰胺的每个分子长度达3.5m），因此通常可以同时粘结几个颗粒，从而引起颗粒的聚集，这个过程就叫做絮凝，而其中的高分子化合物就叫做絮凝剂。 （3）絮凝剂和凝合剂的相互作用： 由于絮凝剂与凝合剂对污水中悬浮物沉降所起作用的机理不同，通常采纳二者联合运用，使污水中悬浮物形成较大的颗粒，快速沉降，以提高污水澄清效果。 3.冷凝水回收的效益分析 以蒸发量6t/h、工作压力1.25MPa的蒸汽锅炉为例，按年运行300天，每天运行12h计，如采纳冷凝水回收系统，回水率按80%计算，则产生的经济效益如下： 冷凝水每小时的回收量是： Q1=6t/h×0.8=4.8t/h 每天按12个小时计算，则每天回收的冷凝水的量为： Q2=12h×Q1=12h×4.8t/h=57.6t 每年按300天计算，则每年回收的冷凝水的量为： Q3=300×Q2=300×57.6t =17380t 每吨工业水现阶段价格为4.50元，经过软化处理后每吨水增加0.30元，则在冷凝水回收时每年可节约的费用为： F=（4.50+0.30）元/t×Q3=4.80元/t×17380t=82944元 注：这里只计算了冷凝水回收后水资源的节约费用，由冷凝水的潜热回收所节约的煤的费用未计。 总之，一台6t/h燃煤锅炉蒸汽冷凝水的回收处理后，每年节约的费用约为人民币82944元。 参考文献； 【1】泠凝水回收与利用（机械工业出版社）； 【2】动力工程热经济学（水利电力出版社）； 第5页 共5页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页