标题：蒸汽冷凝水回收系统
摘要
一个高效运行的蒸汽冷凝水回收系统，将会显著提高整个热力系统的效率，节约电、煤、水及污染处理费用，对工厂的节能降耗，提高经济效益有显著的作用。如何设计一套有效、合理的利用冷凝水及其热的回收利用循环系统，达到最佳节能降耗效果是现今值得探讨的问题。
关键词：冷凝水回收系统；节能；效益
前言
能源是人类生存和发展的重要物质基础，能源的人均占有量、能源的构成、能源的使用率往往作为衡量一个国家的现代化发展程度。随着社会的发展和工业的进步，能源危机已成为全世界亟待解决、关系人类生死存亡的大问题。据专家估计，如果不改变目前的能源消耗结构和速度，不开发新能源，在距今200～300年后，世界上的全部能源将消耗殆尽。因此，有效节能已成为全球性能源问题研究的核心之一。
蒸汽作为一种清洁、安全的载能体在各行各业中被广泛应用，如发电、石油、化工、印染、造纸、轻纺、酿造、橡胶、制陶等工业领域中。蒸汽在各用汽设备中放出汽化潜热后，变为近乎同温同压下的饱和凝结水，由于蒸汽的使用压力大于大气压力，所以凝结水所具有的热量可达蒸汽全热量的20%～30%，且压力、温度越高的凝结水具有的热量就越多，占蒸汽总热量的比例也就越大。可以看出，回收凝结水的热量，并加以有效利用，具有很大的节能潜力。
冷凝水回收系统特点
一般的讲，冷凝水回收系统回收蒸汽系统排出的高温冷凝水，可最大限度地利用冷凝水的热量，节约用水，节约燃料。
冷凝水回收系统大致可分为开式回收系统和闭式回收系统两种。
1 开式回收系统是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，回收管路的一端敞开向大气，即冷凝水的集水箱敞开于大气。当冷凝水的压力较低，靠自压不能达到再利用场所时，利用高温水泵对冷凝水进行压送。这种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，所得的经济效益差、对环境污染较大，且由于冷凝水直接与大气接触，冷凝水中的溶氧浓度提高，易产生设备腐蚀。这种系统适用于小型蒸汽供应系统，冷凝水量较小，二次蒸汽量较少的系统。使用该系统时，应尽量减少二次蒸汽的排放量。
2 闭式回收系统是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。系统中冷凝水所具有的能量大部分通过一定的回收设备直接回收到锅炉里，冷凝水的回收温度仅丧失在管网降温部分，由于封闭，水质有保证，减少了回收进锅炉的水处理费用。其优点是冷凝水回收的经济效益好，设备的工作寿命长，但是系统的初始投资相对大，操作不方便。
在开式和闭式回收系统中，人们越来越认为闭式回收系统是一种较为理想的回收方式，其投资在日后使用中能得到有效回收，所以，被广大厂家和研究单位采用和研究。
以下是几种常用的闭式冷凝水回收模式：
1）在原有开式回收系统上的技改
以扩容换热回收法和密闭水箱回收法为典型
扩容换热回收法的技术特点是尽可能利用冷凝水的排放热量，一方面通过扩容闪蒸，产生低压蒸汽送给低压蒸汽用户（不足是需要用新鲜蒸汽补充）。另一方面通过热交换器换热，利用高温冷凝水的温度加热锅炉上水，高温冷凝水也可作为锅炉补充水。缺点是设备布置复杂，闪蒸依然存在，热能利用率低。
密闭水箱回收法其特点是：①用汽设备不安装疏水器，冷凝水连水带汽进入密闭水箱而形成带压的汽水两相饱和状态。②锅炉上水泵和水箱均设在地下，且水箱高出泵4~5m左右，利用闪蒸汽压和水箱与泵的位差将冷凝水泵人锅炉。
缺点主要有：
①用汽设备不安装疏水器，漏汽损失较大。
②当冷凝水温度较高时，为防止泵汽蚀还要加入一定的新鲜蒸汽给水箱加压，且泵抽完水后水箱中的残余蒸汽要排放，热能利用率相应降低。
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。
2）利用现有设备的技改
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。特点是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。但设备热能利用率低，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。
3）引进先进节能设备
以高温冷凝水回收装置为主体的密闭式冷凝水回收技术是在引进同类设备基础上消化吸收而研制开发的。高温冷凝水经回收装置直接泵入锅炉。特点是利用喷射泵增压原理来防止离心泵在泵送高温饱和水时的汽蚀问题。它是靠喷射器的增压对泵的进口强制加压，流人的冷凝水，一部分从泵喷出，送到喷射器进行经常性的循环，保证泵的人口压力；另一部分经压力调整阀后被泵连续压送。使用这种泵的回收系统，冷凝水回收管直接接在回收系统中，不需要冷凝水箱。可以连续回收冷凝水，不同压力的冷凝水可以用不同管道来回收。冷凝水在饱和压力下泵人锅炉，热能利用率较高。存在的问题是：①当用汽设备用汽压力高时，集水罐排汽损失较大；②喷射泵和离心泵结合，仅考虑了离心泵的防汽蚀问题，而喷射泵本身的汽蚀并没有解决。因此，装置设计效率和输送冷凝水的温度相对较低，耗电量较大。
4）杭州西湖阀门厂冷凝水回收系统
用汽设备热交换后出来的汽水两相混合体，通过高性能的“李氏”牌疏水阀单元，无泵背压自动回收至热水罐；软水罐里的水泵入热水罐上方的闪蒸消除装置消除高温冷凝水中的二次蒸汽，同时降低冷凝水的温度，通过自动监控装置降温后的水首选直接泵入锅炉，监控结果为锅炉不需要水时，降温后的冷凝水回到软水罐，使闪蒸消除装置压力保持平衡。通过热交换消除了二次蒸汽，同时使热量也达到了最大使用率。
自动控制装置
由于不同回收用户的冷凝水品位和流量变化较大， 很难用手工方式进行调节控制， 因此， 实行自控是必要的。密闭式回收系统设计了个自控回路：一个是根据集水罐液位的高低对回收泵的开停和加减量实行自动控制； 另一个是根据锅炉汽包液位的高低， 通过液位报警器和电磁阀开启将回收的高温水送到某台锅炉或除氧器。
回收方式和设备的确定
对于不同的冷凝水改造项目，选用何种回收方式和回收设备，是该项目能否达到投资目的至关重要的一步。首先，必须准确地掌握冷凝水回收系统的冷凝水量，若冷凝水量计算不正确，便会使冷凝水管管径选得过大或过小。其次，要正确掌握冷凝水的压力和温度，回收系统采用何种方式、何种设备、如何布置管网，都和冷凝水的压力温度有关。第三，冷凝水回收系统疏水阀的选择也是应该注意的内容，疏水阀选型不妥，会影响冷凝水利用时的压力和温度，亦影响整个回收系统的正常运行。
在系统选择时也并非回收效率越高越好，还要考虑经济性问题，也就是在考虑余热利用效率的同时，还要考虑初始的投入。由于闭式回收系统的效率较高，环境污染少，往往被优先考虑。
4冷凝水回收项目的热经济性分析
对于闭式冷凝水回收系统，投资主要用于疏水阀单元、回水管网和回收设备——泵、热水罐、热交换器、扩容器、高性能的回收装置等，以及保温及管网材料、技术服务、工程施工费用等。而回收项目的经济效益则从以下几个方面进行分析：
1)闭式回收系统封闭运行，压力提高而减少漏汽量产生的效益；
2)冷凝水的回收以节约软化水的价值；
3)冷凝水回收使锅炉进水温度提高，节约燃料耗量。
当然，还有一定的社会效益。通常，我们采用工程技术中常采用的投资回收年限来确定项目投入的合理性和可行性。
节能实例
山东欧化家纺印染有限公司2009年底投资94.224 121万元（“李氏”牌疏水单元、更换回水管道、自动监控闪蒸消除装置），进行全厂设备的高温凝结水回收技改。2010年3月全面投入运行，其中4月份仅回收使用85℃的高温凝结水423吨，预计年节能、节水效益265万元左右，6个月回收全部投资，尤其是因跑冒滴漏产生的环境污染问题得到了根治，其社会效益是无法估算的。
结论
蒸汽冷凝水回收方式需因地制宜地选用适宜的方式，不但使得系统设计简单，而且可从根源上消除运行、维护中出现的难题，使蒸汽冷凝水回收工作能顺利进行。