大厦蒸汽凝结水回收利用方案可行性分析
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摘要：凝结水回收利用是建筑物节能的一个大项，本文详细阐述了某大厦蒸气凝结水回收利用的具体方法和初投资，分析了回收利用的可能性和具体改造方法，论述了项目的可行性和投资回收期。
关键词：凝结水、运行费用、投资回收期
项目简介
目前，大厦员工卫生热水系统全年均有市政蒸汽管网制取热水供应，而整个建筑物的采暖及卫生热水供应也均由市政蒸汽提供热源，产生的蒸气凝结水全部排放处理，没有进行回收。冬季平均每天排放的蒸汽凝结水量约在100m3左右，水温约75℃左右。
出于节能减排的目的，考虑将蒸汽凝结水回收利用，提取凝结水中的热量来制取员工卫生热水，减少蒸汽用量。故考虑对原排放的蒸汽凝结水进行系统改造，增加一套换热系统，冬季代替原卫生热水换热器来制取热水，春、夏、秋三季安装一台水源热泵型空调机组来制取卫生热水，如此 ，全年均可不再使用原换热系统，减少了蒸汽用量。水源热泵机组能效比较高，相比蒸汽制热比较合算，同时制取的冷水可打到大楼的空调系统内使用。
蒸气凝结水系统改造初投资及运行费用估算
据前所述，系统主要由以下几部分组成：蒸汽凝结水箱、卫生热水储水箱、凝结水收集水箱、蒸气凝结水循环水泵、卫生热水循环泵、管道循环泵、蒸气凝结水提升泵、板式换热器、水源热泵机组等几部分组成，工程造价如下：
工程造价：
蒸汽凝结水箱 8m3:26800元
卫生热水储水箱8m3:82600元
凝结水集水箱：5000元
蒸气凝结水循环水泵：6743元/台×2台=13486元
卫生热水循环泵：6540元/台×2台=13080元
板式换热器8：7600元
水源热泵机组：52800元
管道循环泵：1420元/台×2台=2820元
蒸气凝结水提升泵：1200元/台×2台=2400元
设备及管道系统安装造价：约25万元（不包含自控部分产品报价）
工程总造价：456586元
注:所有设备参数详见流程图
系统流程图如下：
运行费用估算
系统在使用时，所有水泵均是间歇运行，由于员工洗澡时间主要集中在下午和交接班时，其余时间使用率较少，全天集中使用时间按6小时计算，为加热储水箱内的热水和保持水温，蒸气凝结水循环泵和卫生热水循环泵需根据水温启停运行，根据水箱的散热量和洗澡的时长，每天两组水泵运行的时间约为12小时左右，管道泵可设定为按时间运行或全天候运行，此处按全天候运行计算运行费用，凝结水提升泵按每天输送100m3的水量计算，则系统每天的运行费用为：
冬季：
（1）、蒸气凝结水循环泵和卫生热水循环泵运行耗电量：
(2.2kw+0.37kw) ×12h=30kwh/D
（2）、管道循环泵运行耗电量：
0.09kw×24h=2.16kwh/D
（3）、凝结水提升泵运行耗电量：
0.2kw×24h=4.8kwh/D
（4）、全天运行耗电量为：
30kwh/D+2.16kwh/D+4.8kwh/D=36.96kwh/D
（5）、冬季运行费用总计：
36.97kwh/D×30D×4=4435.2kwh
4435.2kwh×0.76元/kwh=3371元
说明：冬季运行时间按4个月计算，电费按0.76元/kwh计算。
春、夏、秋三季：
春、夏、秋三季使用水源热泵机组制取卫生热水， 热泵机组输入电功率为20.2KW，机组出水温度设定为48℃―50℃（出水温度可根据环境温度调整），因环境温度升高，热水储水管散热量减少，故机组启动时间相应减少，三个季节机组平均每天运行时间估算为8小时，则运行费用如下：
（1）、空调机组、蒸气凝结水循环泵和卫生热水循环泵运行耗电量：
(20.2kw+2.2kw+0.37kw) ×8h=182kwh/D
（2）、管道循环泵运行耗电量：
0.09kw×24h=2.16kwh/D
（3）、全天运行耗电量为：
182kwh/D+2.16kwh/D =184.16kwh/D
（4）、三季运行费用总计：
184.16kwh/D×30D×8=44198kwh
44198kwh×0.76元/kwh=33590元
全年运行费用：
3371元+33590元=36961元
回收热量经济性计算
1蒸汽加热卫生热水所需用量计算：
（A）、冬季卫生热水加热所需热量：
每小时加热量：Q=CMT=4.2×1.7L/S×(50℃―5℃)=321KW/H
每天加热量：321KW/H×6H=1926KW
冬季采暖加热量：1926KW×30D×4=231120KW
市政蒸汽管网供应的蒸汽参数为：温度：180℃、压力：4kg/cm2、252元/t
则每吨蒸汽释放的热量为：700kw/t
则每个冬季需要消耗的蒸汽量为：231120kw÷700kw/t=330吨
则每个冬季蒸汽购买蒸汽所需费用为：330吨×252元/t=83160元
（B）、春秋夏三季蒸汽用量：
每小时加热量：Q=CMT=4.2×1.7L/S×(45℃―15℃)=214KW/H
每天加热量：214KW/H×6H=1284KW/D
三个季节采暖加热量：1284KW/D×30D×8=308160kw
市政蒸汽管网供应的蒸汽参数为：温度：160℃、压力：4kg/cm2、252元/t
则每吨蒸汽释放的热量为：700kw/t
则三个季节需要消耗的蒸汽量为：30816kw÷700kw/t=440吨
则三个季节购买蒸汽所需费用为：440吨×252元/t=110880元
（C）、全年购买蒸汽所需费用：83160元+110880元=194040元/年
即：改用蒸气凝结水回收热量来加热卫生热水年节约运行费用194040元。
投资回收期计算
蒸汽凝结水回收改造工程初投资为：456586元，年运行费用为36961元，
则初投资回收期为：
456586元÷（194040元/年―36961元/年）=2.9年
即只需要2年11个月即可收回初投资。
系统在运行过程中，每年可节约费用：
194040―36961元=157079元
此系统运行寿命周期按十五年计算，则寿命周期内可节约的费用为：
（194040元―36961元）×15年=2356185元
如果将利用后的蒸气凝结水再回收利用，作为空调系统的补水水源或卫生间马桶的冲洗，则可进一步节约用水，每年可节约的水量为：
330吨+440吨=770吨，每吨水的价格为3元/吨，则每年可节约资金：
770元×3元/吨=2310元/年
结论
从上面的计算可以看出，经过本次改造，可极大的利用蒸汽凝结水中剩余的废热，即节约了大厦的运行成本，又可将原排放到环境中的废热回收起来，减少了对环境的影响，是一举两得的好事。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。