雙冷凝水回收技術在立井水暖的應用

徐德軍

摘 要：在采礦工程開始之前，采礦人員需要先將立井修建好，以便于通過豎井來完成礦物運輸、傳送采礦人員等工作。另外現代立井還能幫助采礦工作人員完成排水以及通風等工作。為了確保立井水暖系統能夠在采礦工作人員有需要的時候充分發揮出作用，很多建設者都會在立井的水暖體系之中對冷凝水進行應用，新型的回收處理冷凝水技術可以在水暖豎井之中發揮良好的作用，本文對這種立井水暖體系之中的回收冷凝水的可靠技術進行解析。

關鍵詞：冷凝水；回收技術；立井水暖；應用

立井的水暖系統對于通風以及排水的要求比較高，如果出現排水與通風不暢的情況，地下的采礦工人就會出現生命危險，因此在正式的開采工作開展之前，工作人員會對立井進行檢查，確保其水暖體系能夠保持正常運轉，在對冷凝水進行處理時，需要充分將立井水暖體系的作用發揮出來。傳統的回收技術很難對系統之中的冷凝水進行有效處理，因此本文以全新且有效的回收冷凝水的技術進行研究，結合真實立井工程對該技術進行多角度解析。

1 冷凝水概述

冷凝水從理論上來說是一種很好的蒸餾水，是鍋爐重新給水最適合使用的。但是由于眾多的影響因素，造成設備出現泄漏的問題。例如在換氣設備頻繁的蒸汽供停過程中，就會產生是熱應力，而在熱應力拉伸的過程中就會造成設備發生泄露問題，因此造成不純物質或不凝氣混入其中，造成冷凝水的二次污染。要根據污染狀態決定采用哪種冷凝水回收處理辦法，是否完善的除氧工藝、鍋爐給水的軟化和回收管網的嚴密程度等是衡量冷凝水污染程度高低的主要原因。

顯熱和潛熱是蒸汽熱能的兩個主要部分，一般情況下，蒸汽的潛能是用汽設備主要利用的，蒸汽的潛熱在釋放之后還會還原成溫度相同的飽和水。同時使用越高的蒸汽壓力，價值越大的冷凝水熱能就會隨之排放出來，閃蒸問題避免不了會在飽和冷凝水的輸送過程中發生，并不是在壓降至大氣壓時才會發生冷凝水的閃蒸汽，而閃蒸量最大是降至大氣壓時發生的。在閃蒸過程中，水汽是呈現相融合的狀態，在壓力和溫度的作用下發生轉變，因此冷凝水回收利用具有復雜性的特點。

2 回收處理冷凝水的工藝分析

將蒸汽凝結水收集后冷卻到常溫作為原水，經過單獨的除油設備除油后進入原化學水處理系統處理。此種方法從工藝上最簡單可靠，但是它失去了凝結水回用的意義，將大量的低溫熱和凝結水的高品質全部浪費，使企業損失大量的經濟效益。

采用常規的離子交換技術，使用陽床脫除有害離子，使蒸汽凝結水達到鍋爐的用水要求。此種工藝主要適用于凝汽式熱電廠封閉的“鍋爐―汽輪機―凝結水―除氧器”的封閉循環系統。對煉廠凝結水中的烴類有機分子不能去除，而且烴類還會導致樹脂失效。

用樹脂或微粒均勻鋪在濾層表面，截留需去除雜質，飽和或接近飽和時，將膜爆去，重新鋪膜。這種方法存在一些弊端，主要是：使用后的樹脂或微粒必須棄去，不能再生和重復利用，設備運行費用高；不能保證鋪膜絕對均勻，效果不穩定；步驟多、隱患多，一旦泄漏，油就會污染濾元，使處理后的凝結水被二次污染；靠物理方法截除凝結水中直徑為幾十納米的分散態油效果很差，達不到中壓鍋爐進水要求。

在蒸汽凝結水不降至常溫的條件下，運用活性分子膜的超微過濾組合帶大量官能團的復合碳纖維吸附方法，能夠有效去除凝結水中游離態、機械分散態、乳化態、溶解態的各種烴類及其衍生物。

3 實際應用

3.1 實例分析

新建煤礦立井，現有SHL10-13鍋爐兩臺，負責每分鐘加熱1.2萬m3新鮮空氣入井和工業廠房取暖。年耗煤量在8千噸以上，供汽壓在0.5 MPa左右，用氣設備的高溫冷凝水經回水管路直接流到開式貯水池，和冷水混合降溫后再通過普通上水泵給鍋爐加水，該系統浪費嚴重。

3.2 使用混合式降溫技術給鍋爐加水時遇到的問題

在該水暖系統之中，工作人員在鍋爐有加水需求時，一般會應用混合式降溫方法來解決鍋爐加水需求，但是應用之后會出現以下幾個問題：首先在加水期間會將100℃的蒸汽以及水凝汽直接排放出來，25%的蒸汽量也會被排放出來，導致熱能浪費情況極為嚴重。排放需要進一步冷卻并回收的可用冷凝水會給廠房帶去極大的損害，同時造成嚴重的環境污染問題，直接排放高溫飽和的冷凝水也會造成同樣的問題。

再對冷凝水進行再應用時，如果將其溫度降到常規的水泵的非汽蝕溫度以下，能源有效應用效率也會被降低。如果鍋爐的實際給水溫度相對比較低，鍋爐的正常啟動速度也會降低，其耐負荷波動的能力也會受到影響，供汽質量同樣會受到影響，相關的用氣設備也不能安全運轉。

3.3 回收冷凝水工藝的應用效果

基于以上問題，技術人員對立井水暖系統中的鍋爐應用了回收冷凝水的工藝，充分解決冷凝水收集困難的不良情況，這種方法可以充分節省回收成本，同時也不會給水暖系統帶去能量消耗較高的環保問題，同時也能消除原有技術帶去的破壞性影響。

技術人員可以以水暖豎井的實際情況，來構建回收高溫冷凝水的系統，該系統主要有30組換熱用氣設備以及兩臺大型鍋爐構成，系統的優勢在于內含兩套回收冷凝水的可用裝置，能夠確保回收速度，另外系統之中的降壓設備以及自動電氣設備均能在水暖系統被應用期間發揮作用。已經處于包合狀態的水蒸氣可以被從鍋爐的位置直接傳到到用氣設備之中，在熱交換活動結束之后，將汽化潛熱完全放出后，會生成溫度極高的凝結水，在途徑疏水裝置時，受到壓力差的影響，會在集水罐之中匯集。

根據回水壓力和冷凝水排量，回水阻力，用壓力控制閥來標定集水罐壓力，使回水管內的壓力保持穩定，以保證疏水器壓差和回水管路暢通，集水罐水位用接點壓力繼電器控制，當回收的飽和冷凝水在集水罐內充到標定高水位時，高冷凝水回收裝置就自動啟動水泵，將水泵入除氧氣器，然后由熱水泵泵入鍋爐；當集水罐內的水位降到低水位時，回收裝置自動停止運行。冷凝水回收系統工作是連續的，密閉的，而高溫冷凝水回收裝置的運行是間歇的，全自動的。

通過冷凝水回收系統的使用，直接進入鍋爐的沸水實現正常運輸，鍋爐的給水溫度能夠具有較大的提高。據相關材料顯示，如果凝結水的溫度達到100℃的話，就會達到50%的回收率，那么就可以節省7%的燃料，這么一來，立井水暖冷凝水回收系統每年可節省是5.6萬元的燃料。事實上，蒸餾水就是回收的冷凝水，鍋爐的結垢能夠減輕，因水垢堵塞而發生爆管事故大大的消除；還有就是因鍋爐水質不好而引起的鍋爐大量排污可逐漸的減少，同時排污過程中浪費的熱能也能夠極大的減少。

4 結束語

本文引進了實際的立井水暖體系構建工作，先對需要充分回收的冷凝水的情況進行了展示，又解析了該項回收處理工藝，最后將工藝應用到實際的豎井水暖建設工程案例之中。通過實際的應用效果可以發現，該種回收冷凝水的工藝可以使供汽壓力保持穩定，是水暖鍋爐能夠長時間維持正常的工作狀態，在原有的系統之中，一旦出現季節性變化之后，鍋爐設備以及其他的水暖設備會出現極度嚴重的老化情況，而在通過應用這種工藝來收集冷凝水之后，鍋爐管理者的工作負擔也被減輕，鍋爐生產效率的提升也是極為明顯的。

參考文獻：

[1]王超. （2016）. 冷凝水回收技術在立井水暖的應用. 中國科技博覽（4）， 245-245.

[2]王璐. （2017）. 燃氣鍋爐煙氣余熱利用與凝結水回收探討. 建筑工程技術與設計（15）.

[3]謝佳華， & 石楊夏艷. （2016）. 蒸汽噴射熱泵技術在冷凝水余熱回收中的運用. 化工管理（32）.

[4]田云斌， 王金建， & 翟大舉. （2016）. 化工生產閉式凝結水回收裝置工作原理及應用. 城市建設理論研究：電子版（10）.