關(guān)于非不銹鋼管道、設(shè)備系統(tǒng)凝結(jié)水回收節(jié)能的技術(shù)改造

朱怡平（南京廣廈置業(yè)（集團(tuán)）有限公司,南京 210000）

關(guān)于非不銹鋼管道、設(shè)備系統(tǒng)凝結(jié)水回收節(jié)能的技術(shù)改造

朱怡平
（南京廣廈置業(yè)（集團(tuán)）有限公司,南京 210000）

蒸汽鍋爐是將鍋內(nèi)的水加熱產(chǎn)生一定壓力和一定溫度的蒸汽后，對外做功的熱動(dòng)力設(shè)備，在我國使用已經(jīng)有一百多年的歷史。近幾年，隨著人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)加強(qiáng)，對鍋爐的燃燒方式及燃料品種不斷的進(jìn)行技術(shù)改造，燃油燃?xì)獾那鍧嵞茉村仩t得以在全國普及。這就對非不銹鋼管道、設(shè)備系統(tǒng)凝結(jié)水回收節(jié)能的技術(shù)改造提出了更高的要求，文中就非不銹鋼管道、設(shè)備系統(tǒng)凝結(jié)水回收節(jié)能的技術(shù)改造進(jìn)行了探討。

不銹鋼管道；蒸汽鍋爐；技術(shù)改造

1　概述

蒸汽供汽系統(tǒng)內(nèi)的管道、換熱設(shè)備等，在熱能傳輸、做功過程中，產(chǎn)生大量的凝結(jié)水。如果將管道和系統(tǒng)內(nèi)的跑、冒、滴、漏產(chǎn)生的水量損失忽略不計(jì)，則鍋內(nèi)的水產(chǎn)生蒸汽消耗的水量，與蒸汽經(jīng)過閉路循環(huán)做功以后產(chǎn)生的凝結(jié)水量應(yīng)該相等。

我們拿每小時(shí)蒸發(fā)量為10噸的蒸汽鍋爐舉例。在一個(gè)大氣壓（即0.1Mpa），鍋爐滿負(fù)荷運(yùn)行的條件下進(jìn)行理論計(jì)算：

當(dāng)蒸汽的絕對壓力（即鍋爐的壓力表顯示壓力）為0.1Mpa時(shí)，凝結(jié)水的熱焓值（查表）為99.71kcal/kg（417.5kj/kg），每小時(shí)排出的凝結(jié)水量為900kg（排除系統(tǒng)跑、冒、滴、漏不可避免的損失）。

計(jì)算：99.71kcal/kg×10（ 噸水）×900kg（凝結(jié) 水）=89.74×104kcal.

則當(dāng)表壓力為0.1Mpa時(shí)，運(yùn)行系統(tǒng)中每小時(shí)排出的凝結(jié)水損失的熱能為89.74×104kcal.若這臺(tái)鍋爐的燃料為柴油（國產(chǎn)0#柴油的熱焓為1.0×104kcal/kg），一臺(tái)10t/h蒸汽鍋爐每小時(shí)滿負(fù)荷運(yùn)行白白浪費(fèi)柴油接近90kg;若這臺(tái)鍋爐的燃料為天然氣（南京地區(qū)天然氣的熱焓為0.87×104kcal/m3），每小時(shí)損失的天然氣接近103立方米。

綜上所述，不回收凝結(jié)水是造成熱能利用的最大熱損失。

2　凝結(jié)水回收系統(tǒng)改造方案及經(jīng)濟(jì)性

我們對南京市鼓樓醫(yī)院鍋爐房進(jìn)行了多次考察調(diào)研，如果依托該院鍋爐房的原有設(shè)備（任何鍋爐房不可缺少的原有設(shè)備包括：軟水箱、鈉離子交換器、鍋爐給水泵這三種），在不需要較大投資的情況下，最大限度的進(jìn)行熱能與水資源的回收，以降低鍋爐運(yùn)行的成本。

舉例說明：該院若冬季同時(shí)使用2臺(tái)10t/h蒸汽鍋爐，每小時(shí)供蒸汽20噸（即消耗20噸自來水）。除去蒸汽不可避免的正常損耗外（該院蒸汽管道總和接近3000米，用熱設(shè)備多，閥門等等存在一定的泄漏），可回收凝結(jié)水量大約為18噸～19噸。凝結(jié)水的溫度為100℃。除去熱損失（系統(tǒng)凝結(jié)水管道輸送過程中的散熱損失），至少回收75%的熱能。對2臺(tái)10t/h蒸汽鍋爐進(jìn)行凝結(jié)水回收，按最低回收熱能標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算：99.71kcal/kg（0.1Mpa表壓力下的凝結(jié)水熱焓）×18(噸水)×900（kg）×75%（凝結(jié)水回收的熱效率）=121.1×104kcal。即每小時(shí)能節(jié)約燃料油121kg，（因?yàn)椋趯?shí)際使用過程中，鼓樓醫(yī)院的2臺(tái)10t/h蒸汽鍋爐不可能一直保持滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，所以，實(shí)際使用時(shí)計(jì)算的結(jié)果比上述理論計(jì)算的結(jié)果要小的多）或節(jié)約天然氣139m3。按南京目前國產(chǎn)0#柴油價(jià)格每公斤7元計(jì)算，每小時(shí)可節(jié)約鍋爐運(yùn)行費(fèi)用847.7元人民幣；天然氣價(jià)格平均每立方米4.5元計(jì)算，每小時(shí)可節(jié)約鍋爐運(yùn)行費(fèi)用625.5元人民幣。同時(shí)，又節(jié)約了大量的水資源（水價(jià)格每噸按3.5元計(jì)算，每小時(shí)可節(jié)約水費(fèi)63元人民幣），節(jié)約運(yùn)行成本可觀。

3　凝結(jié)水回收系統(tǒng)的工作原理

（1）凝結(jié)水通過管道回收，進(jìn)入凝結(jié)水箱后，用一臺(tái)凝結(jié)水回收泵（揚(yáng)程30米，流量每小時(shí)20立方米，電機(jī)功率2.5千瓦）作為動(dòng)力，形成凝結(jié)水箱——凝結(jié)水回收泵——板式換熱器的高溫側(cè)——除鐵器——鈉離子交換器，完成高溫側(cè)的閉路循環(huán)，把回收的凝結(jié)水熱能傳遞給板式換熱器的低溫側(cè)。再經(jīng)過一臺(tái)管道泵（揚(yáng)程20米，流量每小時(shí)20立方米，電機(jī)功率1.5千瓦），與板式換熱器的低溫側(cè)形成軟水箱——管道泵——板式換熱器的低溫側(cè)——軟水箱，完成低溫側(cè)的閉路循環(huán)，吸收板式換熱器高溫側(cè)的凝結(jié)水熱能，傳遞給軟水箱中的鍋爐給水，使凝結(jié)水快速降溫，軟水箱內(nèi)的鍋爐給水溫度快速提高，回收了凝結(jié)水的熱能（如設(shè)計(jì)圖紙所示），降低了鍋爐的燃料消耗量，提高了鍋爐的熱效率。

（2）經(jīng)過冷卻過的凝結(jié)水（因?yàn)槌F交換器與鈉離子交換器內(nèi)填裝的除鐵錳砂濾料和732強(qiáng)酸陽離子交換樹脂的工作溫度不能大于50攝氏度），利用板式換熱器高溫側(cè)凝結(jié)水回收泵的動(dòng)能進(jìn)入全自動(dòng)除鐵交換器和鈉離子交換器，去除凝結(jié)水中殘留Fe3+的和Ca2+、Mg2+等離子，再送入軟水箱，形成凝結(jié)水回收泵——板式換熱器的高溫側(cè)——除鐵器——鈉離子交換器——軟水箱——鍋爐給水泵——給鍋爐加水，從而完成凝結(jié)水熱能回收的全部工作。

4　凝結(jié)水回收系統(tǒng)運(yùn)行的安全、可靠性分析

（1）凝結(jié)水回收系統(tǒng)全部采用常壓方式運(yùn)行，無任何安全隱患。（2）若凝結(jié)水回收量大于鍋爐即時(shí)蒸發(fā)量，凝結(jié)水可通過鍋爐房的軟水箱儲(chǔ)存大量水資源與熱能，不至于造成資源浪費(fèi)。

（3）若凝結(jié)水即時(shí)回收量小于鍋爐即時(shí)蒸發(fā)量，凝結(jié)水箱內(nèi)設(shè)低水位聯(lián)鎖與保護(hù)裝置，控制自來水供水電磁閥打開與關(guān)閉，補(bǔ)充凝結(jié)水箱的水位在安全范圍。

（4）凝結(jié)水箱內(nèi)因?yàn)楦邷兀瑫?huì)產(chǎn)生許多蒸汽，通過排氣管道，送入鍋爐房軟水箱內(nèi)。

（5）凝結(jié)水中的雜質(zhì)，一是可以定期的從凝結(jié)水箱的底部排污閥排出，二是可以通過除鐵器定期反沖洗的過程（錳砂除鐵的工作過程同時(shí)具備雜質(zhì)的過濾功能），在除鐵器的底部排出。

綜上所述，采用上述系統(tǒng)回收的凝結(jié)水，投資的成本很低。10t/ h以下鍋爐房這套系統(tǒng)的投資在數(shù)萬元，10t/h鍋爐房系統(tǒng)的投資也在10-15萬元以下，很實(shí)用，很經(jīng)濟(jì)，數(shù)個(gè)月或者一年之內(nèi)完全可以收回投資。

[1]王振波,李國成.工業(yè)鍋爐技術(shù)[M].北京:中國石化出版社,2010.

[2]《燃油燃?xì)忮仩t房設(shè)計(jì)手冊》編寫組．燃油燃?xì)忮仩t房設(shè)計(jì)手冊[S].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2013.

朱怡平（1979—），男，江蘇南京人，現(xiàn)任職南京廣廈置業(yè)（集團(tuán)）有限公司施工現(xiàn)場管理。