锅炉蒸汽冷凝水回收工艺可行性报告模板.doc

4t/h锅炉蒸汽凝结水
回收工艺可行性

兰州润滑油研究开发中心
中试研究所
二○一二年二月

目录
1序言
2回收凝结水意义
3凝结水回收系统
4凝结水回收设备
5凝结水闭式回收方案
6经济效益分析
7参考资料

1序言
蒸汽凝结水是含有热能高品质锅炉用水，含有热量可达蒸汽总热量20%~30%，凝结水品质远远高于软化水，靠近纯水。回收利用蒸汽凝结水，可显著降低锅炉燃料消耗，降低软化水用量， 降低蒸汽生产成本，改善锅炉水质及其结垢情况，是锅炉节水、节能最有效方法。近几年，面对能源供求担心严峻形势，很多大型企业对蒸汽凝结水回收利用已十分重视，但因回收效果不理想，也有多数企业仍处于徘徊观望状态。所以，怎样有效处理和利用蒸汽凝结水，怎样达成蒸汽生产效益优化是一个值得加强技术进步、改善管理问题。
蒸汽凝结水是经过去离子处理高温水，回收凝结水收益包含：
1）回收含能洁净宝贵水资源；
2）回收凝结水高温热量，用于锅炉补给水，可降低蒸汽燃料消耗，可降低锅炉补水处理成本，降低企业水资源消耗，保护环境；
3）据很多企业运行证实，回收凝结水可提升蒸汽系统效率20%；
4）回收凝结水是蒸汽系统优化中最基础一步，是最轻易看到成效一步，也是比较轻易实现一步。
研发中心特油车间4吨/小时水煤浆锅炉改造扩能项目建设于3月底完工，在点火成功后3年多来运行稳定，满足了车间生产四季需要和办公楼冬季取暖。但生产和供暖蒸汽均为一次性使用，没有采取蒸汽凝结水回收方法而直接将蒸汽凝结水排放进市政污水管网，造成热能和水资源浪费。
本汇报意在分析综述现在工业锅炉蒸汽凝结水回收工艺和技术，为我研发中心特油车间蒸汽凝结水回收工艺可行性改造方案提供供热节能依据，达成选择方案表现技术优异，工艺成熟可靠，投资运行成本低之目标。
2回收凝结水意义
蒸汽热能由显热和潜热两部分组成，通常见汽设备只利用蒸汽潜热和少许显热，释放潜热和少许显热后蒸汽还原成高温凝结水，凝结水是饱和高温软化水，其热能价值占蒸汽热能价值25%左右，而且也是洁净蒸馏水，适合重新作为锅炉给水。所以，采取有效回收系统，最大程度回收系统热能和软化水是很必需，它不仅能够节能降耗，也能够消除因二次闪蒸汽排放而对厂区环境造成污染，不管是在经济效益还是社会效益上全部有十分重大现实意义。
凝结水是蒸汽释放潜热后产物，蒸汽潜热利用完后，就变成了含有蒸汽显热高温水，大多数用汽设备是利用蒸汽潜热，排出是蒸汽凝结水。所以，蒸汽凝结水价值表现在水质和热能两个方面。
（1）凝结水水质 凝结水产生过程实际上就是一个蒸馏过程，
凝结水实际上就是蒸馏水，只是在蒸汽和凝结水输送过程中存在一定铁污染（管道和设备腐蚀后带入铁锈），非正常情况下被加热介质（通常是物料）泄漏污染。所以，凝结水洁净程度很高，经过对物料、铁处理后，其水质完全满足除盐水水质指标，能够满足绝大多数场所用水要求。
（2）凝结水热能 凝结水热能为凝结水在排放温度下热焓，含有实际意义热能是凝结水在排放温度下焓和新鲜水焓差值。这部分凝结水含有可加以利用显热, 在使用蒸汽压力为 0.1～ 1.5MPa 时, 这部分显热占整个蒸汽热量 15.6%~30%, 使用蒸汽压力越高, 排放凝结水热能价值越大, 见表 1。 而且凝结水又是高净度水, 假如不加以回收利用而排放或作为一般水回收, 则既造成环境热污染, 又造成热量和软水浪费。所以除非凝结水受到污染, 应尽可能将其作为锅炉补水加以回收利用。
表 1 蒸汽压力和排放凝结水热能关系
饱和压力/MPa
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.8
1.0
1.5
显热占总热
百分比/%
15.6
18.6
20.6
22.1
23.3
24.3
26.8
27.5
30.3

（3）锅炉排污次数关键取决于锅炉给水溶解性总固体（TDS）质量分数，给水溶解性总固体（TDS）质量分数越高，锅炉排污次数越多。凝结水是理想锅炉用水，这是因为其溶解性总固体质量分数很低，通常不超出20×10-6,这么水质对降低锅炉结垢，降低锅炉锈蚀全部很有意义。由此可见，回收凝结水作为锅炉给水能够降低锅炉排污次数，从而节省燃料和水用量。
凝结水回收是蒸汽热力系统循环中一个关键步骤,从系统节能见解出发, 凝结水回收利用好坏直接影响蒸汽热力系统总能源利用效率。关键表现在以下方面:
（1)热能价值 凝结水含有蒸汽热能(焓值)20%左右,相对于一个不回收凝结水系统来讲,凝结水回收改造节能潜力大于热力系统中其它步骤。
（2)工艺平衡 凝结水回收系统完善设计能够填补疏水阀选型不妥而造成用汽设备蒸汽泄漏 3%左右,降低高温饱和水闪蒸损失5 % -10%。
（3)热平衡 回收凝结水余热用于热力除氧,降低热力除氧器新蒸汽使用量,降低了高端蒸汽消耗量。回收凝结水到锅炉能够节省锅炉燃料,通常来说,给水温度每上升 6℃,就能够节省燃料1%;凝结水回收有利于锅炉排污量降低, 降低排污热损失,提升锅炉热效率。
（4)水平衡 凝结水做锅炉给水可降低软化水处理量,节省软化水处理费用。
3凝结水回收系统
凝结水回收是整个蒸汽系统中一个“承上启下”步骤，它将疏水系统疏出饱和凝结水搜集起来，经过重力自流回水、背压回水和加压回水等方法，经由凝结水回收管网将它们输送到设计指定地点或集水罐，进行取热和精处理， 最终送至锅炉给水系统使用。传统最早蒸汽凝结水简易回收步骤图1所表示。

图1 凝结水回收示意图

凝结水回收过程需要注意技术问题有：
（1）选择实际应用工况下回收方法：凝结水回收方法通常分为重力自流回水、背压回水、加压回水三种方法。
① 疏水点和回水集中点要有一定高度差，适适用于较小区域且有高度差凝结水回收系统。采取重力自流回水时，应满足条件是：凝结水排出点和凝结水箱入口之间高度差所含有势能必需能克服管道系统阻力及凝结水箱压力；
② 背压回水：背压回水是利用蒸汽加热后所剩下压力来进行回
水；适应于蒸汽压力较高、有一定余压疏水点回水。该系统含有投资少、热损失少等优点，缺点是回水管道直径大，适应负荷改变性能差，运行不稳定等，同时对疏水阀性能要求高，且输送距离受到限制。采取背压回水应满足条件是：蒸汽疏水阀实际工作背压应小于蒸汽疏水阀最高工作背压；
③ 加压回水：加压回水是利用泵对凝结水进行加压，以克服系统阻
力；其适应范围很广，尤其适应于蒸汽压力低、余压低用户；该系统含有运行稳定、适应负荷改变能力强、回水管道直径较小（无水击）等优点；缺点是设备投资大、有一定热损失。
（2）水平衡：凝结水回收使用后，使被替换某一级其它起源水消耗降低，打破了原有水平衡，进而影响全系统水消耗量和水处理运行方案。所以，凝结水使用后，生产系统务必重新制作系统水平衡。
（3）热平衡：伴随凝结水回收应用，其热能带入全厂能量系统循环，该部分热能如能合理利用，可对应降低全厂热能消耗，处理不好，该部分热能会带来负效益。尤其是凝结水处理系统要求凝结水降温时，围绕凝结水降温热平衡是凝结水是否能发挥最大效能关键。
（4）压力平衡：建立全厂凝结水回收系统管网时，不可能每个用汽设备凝结水单独向会水点输送，往往采取各分散用户凝结水向同一凝结水母管输送，最终造成全厂凝结水管网很庞大和复杂。若凝结水回收系统各分支点压力不相互匹配，凝结水管道选择不合理，会形成相互顶牛和水击现象，造成部分凝结水不能回收，这是造成凝结水回收率不高关键原因之一。
（5）经济合理性：国家标准GB/T12712-91《供热系统凝结水回收及蒸汽疏水阀技术管理要求》中要求，凝结水回收率60%为合格，80%以上为优异。具资料报道中国多数工厂疏水点和回收点通常比较分散，蒸汽系统凝结水回收率约为30%；同时存在高质低用现象，凝结水替换了软化水、循环水及新鲜水等，凝结水效益没有最大化。
按凝结水回收系统是否和大气相通, 可将其分为开式系统和闭式系统。
3.1 开式系统
开式回收系统凝结水送入开放和大气相通集水罐或区域集水罐, 开式系统优点是设备简单、 投资少、 操作方便, 其缺点是凝结水产生二次蒸汽造成热损失和热媒损失, 增加锅炉燃料和软水消耗量, 同时还会溶入空气而造成系统腐蚀。
当使用蒸汽压力在 0.5MPa 时, 二次蒸汽造成热损失达 40%以上, 而且伴随用汽压力增加, 热损失和蒸汽损失增加, 见表 2。 而且出于预防汽蚀原因, 开式系统回收凝结水温度通常在 75℃以下, 此时热损失更大。
表2 开式系统蒸汽压力和热损失关系
蒸汽压力/MPa
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.8
1.0
1.5
蒸汽损失%
3.8
6.3
8.2
9.8
11.1
13.4
15.2
18.9
热损失/%
20
30
36
41
44
50
53
60
开式凝结回收系统存在关键不足有：
（1）凝结水自然冷却，损失大量凝结水热，同时也损失部分凝结水；大量疏水阀漏汽和闪蒸二次汽对空排放，这部分浪费约占凝结水总量5～20%，总热量20～60%。
（2）使用开式方法回收凝结水，要对锅炉补充较多软水。软水需求量大，软水生产频繁。
（3）凝结水冷却时，闪蒸出蒸汽溢出空气中，对周围环境有热污染；溢出蒸汽漂浮在锅炉房周围环境中，破坏整体净化厂房、车间外观形象；闪蒸汽排放，在冬天热雾漫天，夏季热浪逼人，即对环境造成严重热污染，又可能烫伤人员，存在安全隐患。
（4）开式凝结水箱直通大气，原本已除氧凝结水会再次溶氧，不仅使水箱和凝结水管路因氧腐蚀而缩短寿命，还会增大除氧成本。回收凝结水再次被溶解空气中氧气，二氧化碳等杂质，增加后处理费用。将高品质凝结水按低品位水用本身就是一个浪费。
（5）二次蒸汽造成潮湿环境加重了金属设备腐蚀，电气设备老化，形成间接损失。
    开式凝结水箱有排汽口和大气直接相通，凝结水进入水箱后就会因压力下降而产生大量二次闪蒸汽，因为汽化潜热存在，二次汽携带大量高品质热能排到大气中，使凝结水温度快速下降，造成大量能源和水资源浪费，这么大量蒸汽排放到大气中，不仅影响单位形象，还会造成热污染；放置在地下室，会更无法处理。
　　开式凝结水箱因为凝结水泵易气蚀，故容积全部做很大，方便凝结水在水箱中停留足够长时间，使温度充足降下来，这么凝结水会降到更低温度，使热能深入浪费，且水箱和水泵分开部署，占地面积大。
开式回收设备弊端，还表现在凝结水本身是汽水两相流，高温凝结水极易造成增压水泵气蚀破坏，因为无法处理凝结水泵气蚀破坏，所以只能将水箱和大气相通，将二次汽放掉，使凝结水充足降温，将能源浪费，只能将极少水和热能回收。一个简单开式凝结水回收步骤见图2所表示。

图2 开式凝结水回收步骤
现在中国企业凝结水回收基础采取开式水罐、水箱等，为降低闪蒸二次汽（凝结水温度高，进到开式系统压力降低，大量显热变成潜热，形成二次汽化）排放。有企业采取掺水降温，降低水质和利用价值，还有企业专门上一台冷凝器，用循环水对闪蒸二次汽进行吸收，然后再经过凉水塔将热量排放掉，为浪费这部分能源，还要上设备和花费新能源。
3.2 闭式系统
闭式回收系统中, 凝结水搜集箱及其管路设备均处于恒定压力下, 凝结水不和空气接触, 不吸收空气中氧, 系统不易腐蚀。另外, 因为降低了热损失和热媒损失, 从而节省了燃料和软水。但闭式系统复杂、投资大、操作要求高。
在闭式系统中, 根据蒸汽流动动力, 又可把凝结水回收系统分为余压回水, 重力回水和加压回水多个形式。余压回水又称背压回水,是指仅靠疏水阀疏水背压将凝结水送到凝结水集水罐; 重力回水是指依靠疏水阀和集水罐位差产生重力用作回水动力, 这两种过程全部不需要附加动力; 当靠余压或重力不足以克服管道阻力时, 可在用汽设备周围区域设置区域集水罐, 用泵等附加动力将凝结水送到集水罐或锅炉，闭式凝结水回收步骤见图3。
凝结水闭式回收和开式回收方法相比：
(1)降低因疏水背压降低造成闪蒸损失。闪蒸量占凝结水量15%以下；
(2)用汽设备均背压条件下运行，降低换热设备变工况运行时蒸汽泄露量；
(3)回收凝结水直接进锅炉，提升锅炉供水温度50℃以上；直接进除氧器，二次闪蒸和本身高温，能够降低除氧器蒸汽供给量；
(4)节省水及软化水处理费用；
(5)降低锅炉排污率（通常和凝结水回收率一致）；
(6)增加锅炉单位时间产汽量，提升锅炉出力，稳定汽压；
(7) 降低跑、冒、滴、漏而产生热污染，改善工作环境。
(8) 能源利用率提升，缩短了锅炉运行时间，降低了烟尘排放量。

图3 闭式凝结水回收步骤

闭式凝结水回收系统工艺特点: 　
（1）对乏汽和凝结水进行闭式回收后，降低了企业生产成本，提升企业市场竞争力和企业净利润。
（2）对乏汽和凝结水进行回收后，根本消除因排放凝结水和闪蒸二次汽造成热污染，无白色蒸汽飘浮在厂区上空，避免了热污染，美化了厂区环境，达成清洁生产。 　
（3）在用户正常生产工艺条件下对乏汽和凝结水进行完全闭式回收。
（4）凝结水不会被空气中氧气再污染，能够直接利用，节省除氧用水。 　
（5）凝结水泵在输送高温凝结水状态下不发生汽蚀，能将凝结水送入指定地点。 　
（6）工艺系统平衡稳定，凝结水回收装置可全自动化连续运行。
3.3凝结水净化处理
蒸汽凝结水从理论上讲是由蒸汽凝结而成，水质是极纯，但实际应用中，因为多种原因凝结水中会含有部分污染物，只有搞清产生污染原因采取防和治相结合，才可有效预防凝结水污染，从而避免水资源和热量浪费。
凝结水中污染因子大致分为金属污染物和有机污染物两类，其金属污染物关键以离子状态存在于凝结水中，如 Fe2+、Fe3+、Cu2+等； 而有机污染物这类污染物既能够胶体状态悬浮于凝结水中，也能够分子形式溶解于凝结水中，其关键代表物是油。依据生产工艺不一样，污染物污染路径、成份和含量起源也不尽相同：
（1）油污染 因为换热设备本身制造缺点、设备连接不紧密等原因， 蒸汽和油品换热、油罐加热保温时，可能会受到污染，凝结水中不可避免地含有油，破坏了凝结水品质，水中油质量浓度可达50mg/L以上。
(2)氧污染 当凝结水回收系统采取开式系统时，凝结水在输送过程中会溶入一定气体，另外蒸汽中含有一定量O2，在凝结过程中溶入凝结水中。
(3)金属污染 石油化工企业生产设备和管道往往因为一些原因会遭到腐蚀，致使凝结水中带有铁、铜金属腐蚀产物，这些腐蚀产物进入锅炉后会和钙镁等其它杂质混合后一起沉积在锅炉金属受热面上 形成为水垢。凝结水中铁化合物形态关键是Fe3O4 和Fe2O3 它们呈悬浮物和胶态 另外也有铁多种化合物离子。
假如凝结水来水指标不稳定，在工艺方案选择中，应增加预处理设施，提升系统抗污染冲击能力，设置来水在线监测设施。依据不一样水质区分对待，增加一级除油、除铁过滤设施，确保处理后水含油、铁量达成指标要求，才能确保凝结水最终处理指标满足锅炉进水要求。凝结水作为锅炉补水水质指标要求见表3.
表3 锅炉所需补给水指标
序号
指标
单位
数值
1
Fe
ug/L
＜20
2
Na
ug/L
＜50
3
SiO2
ug/L
＜50
4
油
mg/L
＜0.1
5
电导率
us/cm
＜0.2

依据不一样凝结水水质，水质不好不能进入凝结水装置处理，避免因一路水质不好影响整个系统。对凝结水各路来水进行在线监测，立即发觉凝结水水质异常，避免被污染水进入凝结水回收系统，提升换热器等热交换设备可靠性，降低设备泄漏概率。
4凝结水回收设备
4.1疏水阀
疏水阀在蒸汽凝结水回收系统中起着关键作用，是凝结水闭式回收系统关键组件。疏水阀作用在于“阻汽排水”，同时要快速排除系统中不凝气体。通常在闭式回收工艺中选择机械式疏水阀即常见浮球式疏水阀和倒吊桶疏水阀，依据其工作原理热动力疏水阀不适合闭式回收工艺。蒸汽凝结水回收系统中不凝结性气体指空气、 二氧化碳及少许氧气。设备开车及锅炉给水时总会有空气存在,给水中还可能会有释放二氧化碳气体不溶解碳酸盐, 这些全部是不凝结性气体产生原因。当空气和其它气体进入蒸汽系统时, 蒸汽温度下降,传热效率降低, 同时因为二氧化碳及氧气存在而腐蚀管道和换热器。浮球式疏水阀和倒吊桶疏水阀是两种带有排放不凝结性气体功效疏水阀。
4.1.1疏水阀选型
倒置桶型蒸汽疏水阀在多种疏水阀工作原理中是最可靠, 它独特杠杆系统, 倒置桶上部一排气孔能够连续自动排放空气和二氧化碳, 不会形成冷滞后或空气阻,少许蒸汽经过排气孔以填补阀体散热损失。浮球型蒸汽疏水阀是一个利用密度和温度改变进行工作机械式疏水阀,浮球动作利用是汽、 水密度差原理。因为排放阀孔在水封下,不能排出空气和其它不凝结性气体,当积存不凝结性气体达成一定程度时候,就会产生温降,这时在疏水阀上部热静力排气阀就会打开,把气体放出去。热静力排气阀操作温度只比饱和温度低几度, 所以它能够经过一个完全独立阀孔,处理大量不凝结性气体。
为了能使疏水阀充足发挥作用, 其选型应该从以下几方面进行:
（1）凝结水负荷 凝结水负荷直接影响阀体大小排量, 应依据具体应用场累计算凝结水量和蒸汽凝结速率。假如所选择疏水阀排水量太小，就不能立即排除已抵达该疏水阀全部凝结水，使凝结水受阻倒流，最终将造成堵塞，冬天温度严寒北方会结冰堵塞；相反，选择排水量太大疏水阀将造成阀门关闭件过早磨损和失效一样会造成泄露。
（2）安全系数 在蒸汽疏水阀选型过程中, 必需考虑安全系数,因为凝结水速率改变而出现压降、 系统设计原因、 疏水结构影响及经济运行等方面全部要求考虑安全系数,经验表明, 安全系数能够从 1 . 5 – 10，依据实际情况不一样而选定。
（3）压差 压差指疏水阀前后压力之差。压差大小将直接影响凝结水能否顺利排放,阀前压力可能因为压力控制阀或温度调整阀动作、虹吸排放等操作而增大;背压可能会因为管路摩擦、其它疏水阀向回水系统排放及升高凝结水而增大。这些压力改变将会影响压差,在设计时应关键考虑。
（4）最大许可压力 疏水阀必需能够承受系统最大压力或设计压力。它不一定要在这个压力下工作, 但必需能够承受这个压力。
4.1.2疏水阀安装
每一台用汽设备应安装独立疏水阀，尽可能靠近用汽设备， 装在集水点之下。因为凝结水要提升，每个疏水阀后要安装止回阀，同时也便于隔断维修，疏水阀完整安装管接见图4。在回水管聚集处装压力表方便于检验，在关键用汽设备疏水阀后安装三通排放口，方便发生故障时使用。因为有闪蒸蒸汽产生会增大背压，所
以回水管管径要合适加大，回水管也要保温以降低损失。

1冲洗管 3过滤器 4疏水阀 5检验管
7止回阀 8旁通管 2、6、9截止阀
图4 疏水阀安装接管简图
疏水阀安装是否适当也是造成疏水阀泄漏原因。疏水阀按装要根据疏水阀上面标有箭头方一直安装，不然会造成疏水阀损坏，造成泄露。在安装疏水阀时忘记缠绕合适缠绕带(起密封作用)，或是缠绕缠绕带过多过少，缠绕带缠绕方向不正确，全部会造成蒸汽从疏水阀和管接头（螺纹连接）连接处泄露。疏水装置应尽可能
靠近加热设备或蒸汽总管,避免产生“蒸汽阻塞”。疏水阀不能串联安装 ,但能够并联安装。比如使用大规格疏水阀且其安装困难时 ，能够采取多个小型疏水阀并联安装。
在北方，冬天天气严寒，蒸汽管线保温缺失，尤其是在连接疏水阀周围管线保温缺失，管线冷凝液会结冰，造成管线不通，从而疏水阀里面冷凝液结冰，将疏水阀冻裂而造成工作失效。
4.2凝结水泵
凝结水回收有两大技术关键:汽水分离和高温凝结水输送。动力机械泵能很好地处理了这两个问题,简化了凝结水回收工艺系统。各厂家生产动力机械泵外形迥异, 但结构基础相同。动力机械泵通常包含泵壳、浮球、阀门翻转机构、联动阀拨片、平衡阀、动力汽源阀、汽水混合流体进口逆止阀、凝结水出口逆止阀(有动力机械泵以疏水阀替换 )、泵盖等关键部件。动力机械泵结构见图 5。动力机械泵工作排放原理: ①进水阶段 :汽水混合流体经汽水混合流体进口逆止阀进入泵体腔室, 使浮球升起。腔室内残余未凝结蒸汽经平衡阀排入集水罐或大气。②排水冲程: 当腔室内凝结水液位达成一定高度后, 阀门翻转机构快速翻转,动力汽源阀打开, 平衡阀关闭。快速翻转动作确保从进水冲程向排水冲程快速转换。当腔室内压力超出凝结水出口背压时, 凝结水出口逆止阀打开, 凝结水进入回收系统中。腔室内凝结水液位下降,浮球重新触发阀门翻转机构,动力汽源阀关闭,平衡阀打开,腔室内压力下降, 汽水混合流体经过汽水混合流体进口逆止阀流入腔室, 新循环重新开始。

图 5动力机械泵结构
动力机械泵在凝结水量较大场所可多台并联运行,现在有些厂家如北京君发、北凝动力等企业已经研制成功双联泵、三联泵、四联泵等多联泵凝结水回收装置, 能够直接选择。动力机械泵结构紧凑, 安装方便,可自动运行, 无需值守。
凝结水回收装置采取机械式凝结水回收机构, 无任何电器、 电磁原件,作为一个用浮球机械结构来驱动循环设备, 不会因为气蚀而造成损坏。另外,利用蒸汽或压缩空气作为动力, 无需电力、 液位控制或其它非机械装置。
4.3过滤器
凝结水回收系统过滤器是作为凝结水预处理净化而设置，关键用于含有铁离子和油污染凝结水过滤和吸附去除。
4.3.1除铁过滤器
凝结水中Fe以Fe2+和Fe3+离子形式存在,有磁性和非磁性两种分子团,带磁性基因组分易被电磁铁去除;除铁器微孔滤芯是以 Fe 基为主体316L 成份, 其中含有磁性组分, 所以在去除铁、铜杂质过程中, 对铁、 铜分子团去除机理关键靠过滤和磁性吸附功效; 除铁器微孔滤芯是属粉末冶金加工工艺制作而成, 其加工工艺为: 加工粉末- 配制粉末- 高压成型( 130MPa) - 高温烧结( 120 ℃) - 束焊装配- 检验包装,其孔隙度在 0. 2- 5um,孔隙率≥36%- 42%。
除铁过滤器关键部件磁性滤芯, 是用含铁基特殊材料,其中含有磁性组分, 在特定工艺条件下制成一个磁性滤管, 孔隙度在 0. 2- 5 um。对铁去除机理关键靠过滤及磁性吸附功效。凝结水中铁杂质在水中有磁性和非磁性两种分子团,因为滤芯含有磁性、 微孔特点, 所以能有效地去除凝结水中磁性和非磁性腐蚀杂质铁。
高效除铁过滤器滤芯本身含有磁性,所以无需连续电能加磁,设备投资小,操作简单,便于运行管理,降低了运行成本。高效除铁过滤器反清洗是以靠压力差推进,以无油空气( 0. 2 MPa)反吹清洗最好,气冲洗强度为 0. 2-0. 4m3/ min/ m2, 其次是以清水( 0.3MPa)反清洗。假如运行压差严重超标时即过滤量降低, 可将滤芯取出用高温(大于或等于400℃) 电热炉烘烤2 小时/次, 然后用无油空气反吹(从滤芯壁内向壁外) 10 分钟, 仍可恢复滤芯原功效。
4.3.2除油过滤器
凝结水除油可选择“阻截除油”除油设备。活性炭除油设备含有很强抗冲击负荷能力, 进水含油量在较大幅度范围内 ( 0～ 1000 mg/l) 波动时均能保持出水含油量在指标范围内, 能够实现凝结水基础全额回收, 无需高油量时排放。全周期内无反洗、再生操作, 运行管理十分简便, 无需专门设岗, 可实现无人岗位操作。能够在较高水温( 58～ 85 ℃)条件下运行, 能耗、物耗水平极低,该设备运行中不产生任何水耗、 药耗。其中关键部件活性炭过滤器关键利用活性炭吸附特征起到保安作用, 在有油品渗漏、 化工装置漏油时吸附油,避免造成凝结水含油超标。
凝结水中存在油会给回收系统带来严重危害，关键表现在：
（1） 油质附着在管壁上 会受热分解生成热导率很低附着物，严重影响管壁传热，造成管壁金属变形，危及管体安全。
（2）回用于锅炉水时，使锅炉水形成泡沫且极易生成水中漂浮水渣，促进蒸汽品质恶化。
（3）油沫水滴会被蒸汽带到过热器中，造成过热器管过热损坏。
（4）油在锅炉水中高温分解酸化，威胁设备安全。
4.4引射器
引射器利用流体传输能量和质量，本身没有运动部件，它由喷嘴、接收室、混合室、扩压室组成，其原理结构图见图6。凝结水给水泵将集水器内高温凝结水抽送并加压到所需工作压力，带有一定压力凝结水经过喷嘴高速喷出，接收室形成一定真空，二次蒸汽被吸进来，凝结水和二次蒸汽在混合室进行混合和能量交换，最终以一定压力排出进入锅炉软化水管网，应用步骤见图7。

图6 引射器原理结构
引射器应用在闭式凝结水回收产生抽吸根本，是使二次蒸汽和凝结水混合关键，它性能将直接影响凝结水回收系统运行稳定定性。引射器应用在闭式凝结水回收系统步骤见图7。

图7 引射器闭式回收步骤
5 凝结水闭式回收方案
5.1确定方案
（1）确定集液罐
凝结水及乏汽回收采取闭式回收系统,系统和空气隔绝,降低管路腐蚀和二次蒸汽损失，是值得优先选择蒸汽凝结水回收方法。凝结水闪蒸罐可起到凝结水闪蒸、 汽水分离、 过滤及集水罐等作用，在蒸汽凝结水回收系统中是发挥多功效设备。考虑到4t/h锅炉生产蒸汽用于储油罐保温和车间办公楼取暖，蒸汽凝结水回收可择一个5-6立方米集液罐（箱）兼作汇水器和闪蒸罐。来自不一样用途凝结水管路共有3处，即来自车间南罐区和西罐区蒸汽保温凝结水各一路，其它1处来自办公楼蒸汽供暖凝结水。将这3路凝结水管线分别和集液罐连接，集液罐顶部设置闪蒸汽出口可和引射器真空引流室连接。
（2）疏水阀安装
安装疏水阀要求出口液流自高而下流向，但车间南、西罐区储罐蒸汽保温盘管出口贴近地面，这就要求降低集液罐高度至地表或地平面以下，方可避免或降低凝结水自下而上流动造成疏水阀背压升高，从而保障疏水器安全有效工作。南、西罐区储罐蒸汽凝结水排出选择安装性能优良阿姆斯壮倒吊桶式疏水阀，办公楼采暖凝结水排出可安装国产倒吊桶式疏水阀。
（3）凝结水输送泵
凝结水回收输送泵要求耐高温，轴密封性好，这么才能够保障空气氧不进入凝结水系统。凝结水回收输送泵同时也是引射器动力工作泵，所以选型要配套才能联动发挥工作作用。凝结水回收输送泵应选择耐高温120℃离心式水泵，为了预防引射泵出口液-汽混合进入软化水箱造成“冒汽”现象，在进软化水箱前加动力机械泵作为稳定出液方法，这么就能够处理雾气对水处理房间内环境污染和雾气对该房间内增湿造成设备腐蚀。。
（4）除铁除油过滤器
考虑到储罐区保温蒸汽系统为多年新改造而成，车间场地空间受限，其凝结水无色透明，围观擦到悬浮物等杂质，凝结水回收系统可暂不对凝结水进行除油除铁预处理。除铁除油过滤器设施占地空间较大，在以后有地面空间后，可作为二期技改工程考虑。
凝结水闭式回收装置是整个闭式系统关键设备，其关键技术是“处理输送高温水（＜150℃）水泵汽蚀问题”。 闭式回收装置关键技术性能指标：
①无漏汽和闪蒸汽排放；
②系统平衡、稳定；
③无水泵汽蚀现象；
④完善液位、压力、温度在线控制。
闭式回收装置是整个凝结水回收系统终端，其除了含有以上性能同时，必需考虑以下两个方面。
（1）闭式回收系统回收生产工艺凝结水系统包含多只疏水阀，某一只疏水阀损坏发生漏气现象，直接造成整个疏水系统背压升高，造成整个凝结水回收系统瘫痪。所以闭式回收装置必需含有超压排放功效，使得闭式回收装置在某个特定压力点下稳定运行。
（2）闭式回收系统回收生产工艺凝结水系统一旦某一个换热器泄漏（如储油罐），将污染整个凝结水系统，造成凝结水COD、pH值、电导率等指标升高致使不符合锅炉给水要求。所以对将被污染凝结水分支立即从系统中分离出去，以确保回用凝结水品质。
5.2凝结水回收工艺
见图8 特油车间凝结水回收步骤。
5.3回收工艺关键设备
表4 回收系统关键设备
设备名称
规格
数量
材质
技术参数
参考价，元
闪蒸罐
￠0.8m×2m
1个
碳钢
内压0.03MPa
1.7万
集水罐
￠1.1m×3m
1个
碳钢
最大水位80%
2.5万
高温离心泵
IR50-32,5.5KW
1台
合金
7.5m3/h,耐150℃
1.6万
引射器
PLB300
2个
304L
流量0.30t/h
1.5万
动力机械泵
TLV GG25 -10
2个
铸钢
配2t/h流量
2.1万
疏水阀
阿姆斯壮
3个
碳钢
DN40
1.8万
止回阀
DN50
6个
碳钢
疏水阀专用
0.9万
管道
DN50,
50m
碳钢
一般
0.3万
截止阀
DN50,
20个
碳钢
一般
0.14万
管道
DN25
30
碳钢
一般
0.08万
球阀
DN25
12个
碳钢
一般
0.02万
保温材料
岩棉
60m
复合
一般
0.6万
法兰
DN50，DN25
各10
碳钢
一般
0.3万
关键设备投资需要13.4万元。

6经济效益分析
条件
锅炉蒸发量 4t/h
回收冷凝水温度 90℃
补给水年平均温度 20℃
冷凝水回收率 70%
水比热 1 kcal/kg
煤浆热值 4200 kcal/kg
锅炉热效率 80%
煤浆价格 735 元/t
年工作时间 305天/年, 8h×305d=2440h
水费 (包含排污费0.8元/t) 3.33 元/
水处理费用 1.58 元/
则 回收凝结水温差 90-20=70（℃）
每小时回收凝结水 4000kg/h×70%=2800kg
每小时提升凝结水温度所需能量
2800kg×70×1kcal/kg=196000kcal/h
年回收总能量 196000 kcal/h×2440h=kcal/年
年节省燃料 kcal/(4200×80%)=142333.33kg

这么：每十二个月节省燃料费 142.333t×735元/t=104614.76元
每十二个月节省水费 2440×3.33×70%=5687.64元
每十二个月节省水处理费 2440×1.58×70%=2698.64元
能够算出 4t/h 燃煤浆锅炉每十二个月节省费用为
2698.64元+5687.64元+104614.76元=113001.04元=11.3万元
假如该凝结水回收工艺能顺利投资进行，大约在装置开工运行1年3个月内即可收回投资。因为每十二个月节省142吨煤浆燃料而降低烟尘和二氧化硫污染会产生很大社会环境效益。

7参考文件（略）

南区储罐
西区储罐
办公采暖
疏水阀
疏水阀
疏水阀
集 水 罐
凝结水回收泵
引射器
软化水箱
闪蒸罐
去锅炉
动力机械泵

图8 特油车间凝结水回收流