石化装置蒸汽凝结水回用技术探讨

呼晓昌

（中国海洋石油总公司节能减排监测中心 天津 300452）

1 前言

在石油、化工等工业生产过程中，蒸汽作为一种优秀的热能载体被广泛使用。但是各用汽设备几乎只能利用蒸汽的汽化潜热，高温凝结水所携带的物理显热可达蒸汽总体热量的20%~30%，如此相当可观的余热资源未能充分利用。因此，合理回收并有效利用蒸汽凝结水，对于节约资源、降低消耗具有重要的意义。

2 蒸汽凝结水回收技术

蒸汽凝结水回收就是将各个设备产生的凝结水，例如凝汽式透平凝结水、蒸汽加热器及蒸汽伴热凝结水统一收集起来以待利用。根据收集方式的不同，主要分为自流凝结水回收、背压凝结水回收、闭式满管凝结水回收和加压凝结水回收。

2.1 自流凝结水回收

自流凝结水回收又叫重力凝结水回收，其特点是用汽设备相对于凝结水管网处于高位，蒸汽放出气化潜热变为液体后，依靠自身重力来克服凝结水在管道中的流动阻力和背压。在自流凝结水回收系统中，凝结水在管道内可以是满管流动（即管道内全是凝结水，不存在气相），也可以是非满管流动（即管道内存在汽、液两相）。由于该状态下凝结水温度通常低于100℃，并且不含二次蒸汽，因此不会发生水击现象。自流凝结水回收系统工艺成熟，运行简单可靠。根据蒸汽凝结水流动状态不同，自流凝结水回收分为低压自流凝结水回收和闪蒸二次蒸汽自流凝结水回收。

2.1.1 低压自流凝结水回收

低压自流凝结水回收是低压蒸汽(＜0.1MPa)用汽设备产生的凝结水沿着管线的坡度，依靠自身重力自流到凝结水管网。该方法一般用于蒸汽使用量较小、且有充足的空间布置一定坡度管线的装置。

2.1.2 闪蒸二次蒸汽自流凝结水回收

闪蒸二次蒸汽自流凝结水回收是中、高压蒸汽（＞1MPa)）用汽设备产生凝结水后，大量凝结水汇集到蒸汽闪蒸罐，罐顶背压保持低于凝结水压力，部分高压凝结水闪蒸汽化成低压蒸汽从罐顶进入低压蒸汽管网，低压凝结水从罐底送至凝结水管网。该方法一般用于蒸汽凝结水压力高、温度高、流量大的用汽装置。

2.2 背压凝结水回收

背压凝结水回收分为两种，一种是蒸汽经用汽设备变为液态凝结水后依靠自身背压直接进入凝结水管网至凝结水罐，叫做无闪蒸背压凝结水回收；另外一种是凝结水首先汇集到蒸汽闪蒸罐闪蒸出部分二次低压蒸汽后，凝结水再进入管网至凝结水罐，叫做有闪蒸背压凝结水回收。

无闪蒸背压凝结水回收适用于二次蒸发量较少或无法利用二次蒸汽的场合，通常是10kPa～30kPa 的用汽设备。若用汽压力过低，则蒸汽凝结水背压太低，不能克服凝结水回收系统的阻力;若蒸汽压力过高而无二次蒸汽闪蒸，凝结水管道很容易产生水击。

有闪蒸背压凝结水回收多用于蒸汽压力为0.3MPa 以上的用汽设备，凝结水所产生的二次蒸汽较多(大于5%)。由于二次蒸汽量较多，把二次蒸汽加以分离利用，节省了热能，并且减小了输送凝结水管道的管径，节约了管材；由于输送中没有二次蒸汽，基本上不产生水击，运行安全可靠。

2.3 闭式满管凝结水回收

闭式满管凝结水回收可看做是自流和背压的混合系统。该系统首先把各种压力的蒸汽用汽设备产生的凝结水依靠背压送至二次蒸汽闪蒸罐，在蒸汽闪蒸罐内部分凝结水闪蒸成低压蒸汽从罐顶进入低压蒸汽管网，剩余的凝结水变成低温、低压的凝结水从闪蒸罐底排入低压凝结水管网。

闭式满管凝结水回收可以有效利用高温蒸汽凝结水的热量产生二次低压蒸汽，且经闪蒸后的凝结水温度低、压力小，不会存在水击现象。但是由于闭式满管凝结水回收系统的凝结水来源复杂，压力、温度相差较大，流量波动也较大，故此操作起来难度较大。

2.4 加压凝结水回收

凝结水加压回收就是当凝结水自身重力或背压太小，凝结水不足以克服管网阻力至凝结水收集罐时，可将此类用汽设备产生的凝结水首先收集至区域凝结水罐，直接或闪蒸出部分二次低压蒸汽后凝结水泵加压输送至凝结水总罐。

3 蒸汽凝结水利用技术

蒸汽凝结水存在温度高、杂质少、流量大等特点，目前常用于蒸汽锅炉补水、用作低温热源、工艺管线伴热和生产用水补水等。

3.1 蒸汽锅炉补水

当蒸汽锅炉没有除氧器、给水水质要求较低时，冷凝水可直接与蒸汽锅炉给水混合后使用。目前绝大部分蒸汽锅炉对给水的水质、水中氧含量要求较高，这时凝结水不再直接进入锅炉而是首先进入热力除氧器，除氧后随锅炉上水系统输入锅炉产生高品质蒸汽。

在蒸汽凝结水用作蒸汽锅炉补水时，通常需要在凝结水管线增设水质在线监测设备，时刻密切关注凝结水水质情况，以防蒸汽管线泄漏导致凝结水中油、铁离子等杂志超标影响蒸汽质量。

3.2 用作低温热源

由于蒸汽凝结水温度较高，可用作低温热源使用来充分利用其热量，例如企业用于冬季建筑取暖热源、加热低温物料以及作为溴化锂空调热源等。

3.3 工艺管线伴热

在石化生产中，许多管线需要低压蒸汽伴热，而蒸汽凝结水的温度在110℃～180℃之间，可用高温凝结水代替蒸汽作为伴热介质，减少蒸汽消耗。

3.4 生产用水补水

在石化生产装置生产过程中许多装置都需要进行注水或补水，例如为防止铵盐结晶，加氢装置需要塔顶注水、延迟焦化装置在除焦过程中需消耗大量中水、常减压装置原油进加热炉前需要进行电脱盐注水、循环水厂每天需要大量补水等，可用凝结水代替新鲜水作为注水或补水，减少新鲜水消耗。

4 结语

随着世界能源日益紧张以及我国经济增长方式的转变，节能工作日益重要，蒸汽凝结水回收利用作为一种重要的节能措施日益受到重视。蒸汽凝结水回用可大大提高能源利用率，有效节约水资源，具有巨大的节能潜力和经济价值。参考文献

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