锅炉冷凝水回收分析

张玉康

摘 要： 目前，冷凝水资源虽多，但还是有大量的冷凝水被直接排放，不仅造成了严重的能源浪费，而且还污染环境。究其原因，主要是锅炉冷凝水在应用的过程中因为水中存在的氧气和二氧化碳而造成了氧腐蚀和酸性腐蚀而使锅炉冷凝水中的铁含量超标，导致锅炉结生铁垢，严重影响锅炉的安全运行。因此，如何解决锅炉冷凝水回收系统中铁含量超标的问题，使之达到最优化的经济效益，是一个值得研究的问题。

关键词： 锅炉；冷凝水；回收；节能效果

国家的现代化发展程度的衡量标准一般涉及该国的能源构成以及能源的使用率、能源的人均占有量。能源是现代文明的物质基础，决定了一个国家的经济发展动力，因此我们人类只有对能源进行高效的利用才能实现人类社会经济的可持续发展。但是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的大问题。能源生产和能源消耗而引起的严重的环境问题大大制约经济的快速发展。实际上，我国的能源储量有限，一些重要的资源人均占有量远远低于世界平均水平，而且我国单位产出的能源消耗量明显高于世界平均水平。鉴于我国的资源紧缺性，提高资源的利用效率，减少能源浪费，是坚持科学发展观，建设节约型社会，推进可持续发展的必由之路。

此外，我国的水资源短缺，质量不断下降，水资源持续恶化，再加上水资有效利用率低，更加要求节约用水和科学用水以实现水资源的可持续利用。据有关调查研究表明，如果不改变目前的能源、水资源的消耗结构和速度，世界上的全部能源和水资源将消耗殆尽。

能量系统的三个重要环节包括能量的转换与输送、能量的利用以及能量的回收，这三个环节是密切联系互相影响的。其中，能量的利用与锅炉的工艺过程有关，决定了整个过程所需能量的情况，是最重要的环节：能量的输送与转换是把原始的能量形式（例如燃料）转换成工艺上可以使用的能量（例如蒸汽）后输送到所需之处，也是相当重要的；能量的回收环节随着近几年能源的紧缺加剧变得越来越重要，主要是考虑能源的高效利用、节能和环保等方面的因素。

我国的能源利用率只有32%，美国则为51%，日本为57%，而我国的经济发展成本是发达国家的1.5倍，这种状况如不改变，将会严重影响我国经济增长。因此，我国在合理使用和节约能源，提高能源的综合利用率方面，应进一步加大工作力度。

一、锅炉冷凝水回收的意义

蒸汽是工业能源的主要载体，蒸汽冷凝水的回收对蒸汽系统而言简单易行，效果显著，对提高能源的利用、缓解能源紧缺的问题具有很大的影响。目前国內大约拥有工业锅炉100万台，蒸汽锅炉占有了相当大的一部分比例，同时工业蒸汽锅炉是我国的耗能耗水的大户。

一般，非混合式加热的锅炉冷凝水一般都可以进行回收利用。冷凝水回收系统主要包括冷凝水管线、疏水泵、凝结水箱、防气蚀的凝水泵或凝结水回收器等，其投资的费用随冷凝水管路的长短、管材材料、凝气疏水点是否集中、选用泵的类型等因素的不同而相差较大。根据对多种锅炉的测算，蒸汽量小（蒸发量≤O.5t/h的燃煤锅炉或蒸发量

1.节能效果

冷凝水回收是蒸汽热力系统循环中的一个重要环节，从系统节能的观点出发，冷凝水回收利用的好坏直接影响蒸汽热力系统总的能源利用效率。这主要体现在以下几方面：

①工艺平衡：对冷凝水回收系统进行完善设计，可以弥补疏水阀选型不当而造成的热能损失，减少用汽设备蒸汽泄漏（降低3%左右），减少高温饱和水的闪蒸损失（约5—10%）。

②热能价值：冷凝水所具有的热能大约为蒸汽热能（焓值）的20%左右，与不回收冷凝水的系统相比，冷凝水回收改造的节能潜力远远大于热力系统中的其它环节。

③热平衡：冷凝水回用到锅炉汽包可以节省锅炉燃料，一般来说，给水的温度提高6"C，燃料就会节省近1%；回收的冷凝水余热可以用来热力除氧，使热力除氧器所需要新增加的蒸汽量大大降低，相应的就可以热使品味高的蒸汽消耗减少；冷凝水回收有利于锅炉排污量减少，降低排污热损失，提高锅炉热效率。

④水平衡：冷凝水作为锅炉给水进行回用可减少软化水处理量，大大降低软化水处理费用。

2.技术经济效益

①项目投资

冷凝水回收新建项目投资主要包括回收管网、回收泵站、自动控制、土建安装费用等。冷凝水回收改造项目投资n33由用汽设备疏水阀选型、回收管网改造、回收泵站改造、自控系统和部分土建改造等费用组成。项目投资总额是由企业厂区半径、用汽设备数量、回收管网管径及数量、冷凝水压力等级及流量、冷凝水利用方式及控制方式等决定的。

②投资回收期

冷凝水的价值直接体现为热能价值、冷凝水纯净品质价值和减少排污价值三部分。项目投资虽然因新建项目和改造项目而有所不同，但是冷凝水价值也由于采用动力设备的不同，蒸汽成本也不一样，以至冷凝水价值也不一样。以动力设备作为燃煤锅炉为例（燃油和天然气蒸汽成本更高），蒸汽成本一般为60-90元/吨不等，当设备连续运行时，每年节约冷凝水价值10万元左右；当设备间断运行时，每年节约冷凝水价值5万元左右n制。运行费用由于冷凝水回收方案因具体情况差别很大，但是冷凝水回收所需的动力消耗与其回收的热能和软化水的价值相比要小得多。对冷凝水直接作锅炉汽包给水的回收系统，回收装置运行电费可部分抵消锅炉原给水泵运行电费。对冷凝水作除氧器给水的回收系统，运行费用为回收装置的冷凝水泵电费。对冷凝水作采暖或其它利用方式时，根据具体应用作具体的热能分析。

3.环境和社会效益

通过冷凝水节能技术改造，不仅能带来良好的节能效果和可观的经济效益，还可以产生良好的环境效益和社会效益。

①减少烟尘及有害气体排放量

对燃煤锅炉而言，冷凝水余热的回收会减少供热量，意味着燃煤量减少，烟尘排放量也会随之减少，这样排放至大气中的C02、S02等有害气体量会相应减少。

②减少环境热污染

从用汽设备将冷凝水直接排入大气时会因为压力的突然降低而有大量的二次闪蒸汽产生。高温冷凝水突然从用汽设备中喷出，其中夹带的闪蒸汽极易烫伤现场的操作工，造成安全事故。在夏季，冷凝水会散发出大量的热而导致局部环境温度过高；在北方，由于冬季环境温度较低而容易形成雾幕，影响行人视线，造成一定的交通事故。

③提高我国能源利用整体水平

蒸汽热力系统普遍应用于各种行业，整体应用量非常大；同时因为具体生产条件和回收条件的限制使得冷凝水的回收率普遍偏低。因此通过实施冷凝水回收节能改造可以大幅度提高能源效率，对减轻我国能源需求压力和环境压力都非常重要。

二、锅炉冷凝水回收的原则

如上所述，对冷凝水进行很好的回收利用将收到显著的经济效益和社会效益。在对冷凝水回收的过程中应该遵循以下几项原则制：

（1）一般的，锅炉冷凝水的回收率不得小于60%。

（2）在满足工艺要求的情况下，采用蒸汽间接加热的方式对可以回收利用的冷凝水，以提高冷凝水的回收量，实现能源的最大化利用。

（3）一些被污染的锅炉冷凝水仍有回收的价值，可根据实际应用情况设置水质监测设备及相应的净化装置进行监测和净化回收。