蒸汽冷凝水系统闪蒸汽的回收利用

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[摘 要]文章通过对蒸汽冷凝水系统闪蒸汽回收技术成功应用实例的阐述，阐明了使用闪蒸汽回收技术可以杜绝冷凝水回收造成的闪蒸汽浪费，达到节能降耗、保护环境目的。

[关键词]蒸汽冷凝水 闪蒸汽 回收 节能降耗

中图分类号：TQll4.268 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）10-0090-01

1 蒸汽冷凝水系统基本概况及存在的问题

在工业生产领域，蒸汽被广泛应用于生产工艺过程中，是各行业使用的主要能源之一。目前，在企业生产过程中，蒸汽在环境空调机组、烘丝机、回潮机等工艺设备中放出汽化潜热后变为同等压力的饱和高温冷凝水。由于饱和高温冷凝水含有很高的热能（显热），一般将用汽设备排放的冷凝水通过回收管网汇集到集水罐中进行回收至热力除氧器。

由于蒸汽冷凝水系统采用的疏水器为机械浮球式疏水器或热动力式疏水器，位于动力中心地下冷凝水集水罐为开式结构，因此高温的饱和冷凝水在进入集水罐时压力突然降低，水温高于该压力对应的沸点会发生闪蒸，产生大量的闪蒸汽，剩余的冷凝水温度大约是100摄氏度。一方面，闪蒸汽排入大气，排入大气的闪蒸汽又造成对周边环境的热污染；另一方面，闪蒸汽带走了汽化潜热，造成冷凝水热量损失，在热能资源上是很大的浪费。

2 冷凝水系统闪蒸汽特点及情况

北京卷烟厂目前提供1.0MPa的饱和蒸汽，在生产的情况下蒸汽产量冬季为：30～35t/h，夏季为：15～20t/h；主要用汽设备包括：环境空调机组、制丝车间工艺设备、洗浴换热及冬季采暖换热等。其中，用于环境空调机组的蒸汽压力为：0.35MPa，蒸汽主要用来加热和加湿；空调机组用于加热使用的蒸汽所产生的高位冷凝水通过回收管网直接回到动力中心冷凝水集水罐；另一部分用于制丝车间生产线的蒸汽，在工艺设备的换热器中换热后产生的冷凝水通过管网进入闪蒸罐，可以将0.2～0.3MPa的蒸汽分离出用于热力除氧器的加热，剩余的冷凝水则进入冷凝水集水罐中。根据实际调查发现在冷凝水系统中不同回收管路中高温冷凝水温度、压力、流量会随着工艺设备蒸汽工艺压力、流量不同而不断变化，所产生的闪蒸汽的压力、闪蒸量会有较大的差别。为了保证对用汽设备及工艺设备换热无任何不利影响，对高、低压管路要分设，采用不同回收装置，以达到最好的节能效果。

3 冷凝水系统闪蒸汽回收利用方法

根据冷凝水系统、设备的特点和现场情况，北京卷烟厂创新性的设计出了闪蒸汽回收利用装置。对闪蒸汽回收利用找出适合的设计方案，按压力、流量和品质选择用途，且选用工艺简单的回收利用方法。

来自制丝车间工艺设备所产生的冷凝水，生产工艺压力较高，所产生的冷凝水在回收管网中较高的压力，对应具备较高热焓值。该部分冷凝水产生的闪蒸汽，需采用多级回收的方式。首先，高温冷凝水进入闪蒸罐中，将较高压力下的冷凝水进行扩容闪蒸，分离出来的闪蒸汽压力可以达到0.2～0.3MPa，产生的闪蒸汽通过管路连接至除氧器进行回收利用，加热锅炉给水。从闪蒸罐底部将冷凝水再次进入冷凝水泵的集水罐中，集水罐压力为常压，冷凝水压力的降低将会再次闪蒸，产生的二次闪蒸汽进入闪蒸汽回收利用装置中，实现完全回收利用。空调机组加热、洗浴换热设备产生的冷凝水同样经过管网回收至冷凝水泵的集水罐中，冷凝水压力的降低出现闪蒸，闪蒸汽进入闪蒸汽回收利用装置中。

闪蒸汽回收利用装置系统结构方案为在冷凝水回收系统末端设置一个软水箱，将收集的闪蒸汽以盘管的形式通过水箱，加热水箱中的软化水。水箱的补水采用电磁阀控制，低水位补水，高水位关闭停止补水。当水箱中软化水的温度加热到70度时，安装温度传感器传出信号，通过电路控制来启动水泵，把温度升高的软化水输送到除氧器中，作为锅炉补给用水。通过制作闪蒸汽的回收装置，能够将回收冷凝水产生的闪蒸汽合理利用。关键点在于：一方面，该回收装置不需要对闪蒸汽的压力、蒸汽品质有过高的要求，可以柔性化地适应产生的各种闪蒸汽。另一方面，该装置通过水箱液位、温度，来控制水泵、电磁阀的开启停止。因此，在任何时间段，只要出现闪蒸汽，可以完全自动对产生的闪蒸汽进行回收，不需要人为操作控制，由自动控制系统来完成，使整个系统有了更强的实用性和可靠性（如图1所示）。

4 闪蒸汽回收效果、效益

冷凝水系统中闪蒸汽回收利用装置投运后，实现了闪蒸汽热量的全部回收利用，彻底消除闪蒸汽外排现象，为企业带来良好的经济效益和社会效益。目前，冷凝水系统闪蒸汽回收利用至除氧设备、燃气锅炉，提升了锅炉给水温度，降低了锅炉设备天然气的消耗量，提高热力系统的热能利用率和余热回收利用率。每月节约蒸汽量约50吨，年经济效益约为18万元。该闪蒸汽回收利用方法同时具备以下特点：

（1）提高能源利用率，节能降耗；该装置在冷凝水系统中应用，使冷凝水闪蒸汽在系统中得以回收，闪蒸汽无外逸，可减少lO～15%冷凝水损失，减少30～50%冷凝水热量损失，同时保证冷凝水的水质不受污染。2. 回收装置投入运行后没有影响生产工艺换热，可提高供热设备热利用率。

（2）减少环境热污染；在北方的冬季，由于环境温度较低，易形成白雾。闪蒸汽热量回收的同时解决了闪蒸汽的排放和厂区白色污染，实现清洁生产、大气环境保护。

（3）回收方法实用、可靠；系统运行时能达到自动启闭、自动报警、自动调压及闪蒸汽回收自动程序控制。

5 结束语

闪蒸汽回收技术可以杜绝冷凝水回收造成的闪蒸汽浪费，作为一种重要的节能措施可以被广泛应用在工业生产中。该闪蒸汽回收技术方法跟企业生产工艺实际相结合，系统运行稳定，可以显著提高整个热力系统的效率，降低天然气消耗量，实现了良好的经济效益和社会效益，具有较高的推广价值。

参考文献

[1] 张敏.蒸汽冷凝水回收技术的应用 [J].发电技术，2011.

[2] 邱信立，廉乐明，李力能.工程热力学. 北京.中国建筑工业出版社，1992.