鍋爐蒸汽冷凝水回收的意義 冷凝水的品質(zhì)遠(yuǎn)gao于軟化水,接近純水,是優(yōu)質(zhì)的熱源給水。加以利用會(huì)明顯減少鍋爐燃料消耗,減少軟化水量,降低蒸汽生產(chǎn)成本,并且由于鍋爐的水質(zhì)改善,還會(huì)減少鍋爐的排污熱損失,提gao鍋爐的效率,是鍋爐供熱過程中節(jié)能節(jié)水的有效措施。
一般蒸汽冷凝水回收時(shí)平均溫度為60-80℃,鍋爐補(bǔ)給水平均溫度一般為10-30℃,利用蒸汽冷凝水代替鍋爐軟水作為鍋爐補(bǔ)給水,無疑提gao了鍋爐補(bǔ)給水溫度。400C-700C 的蒸汽冷凝水中含有40-70 大卡/ 公斤的熱量,回收利用就是節(jié)約能源,采用蒸汽冷凝水保護(hù)劑后,蒸汽冷凝水回收率可以在80% 以上,并且回收水質(zhì)符合GB1576《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》要求。如果保證換熱器內(nèi)蒸汽管道和冷凝水回收管道不泄露,幾乎可以使鍋爐水汽系統(tǒng)成閉式循環(huán),鍋爐排位率為零。
二、鍋爐蒸汽冷凝水回收利用存在的難點(diǎn)及處理措施
冷凝水回收有如此大的效益,但回收蒸汽冷凝水存在的難點(diǎn)有二點(diǎn),一是冷凝水匯集點(diǎn)壓力不一致,如果壓力不一致,因壓差使得冷凝水的回收系統(tǒng)運(yùn)行不暢,帶來前端設(shè)備疏水和熱交換不充分。二是冷凝水的水質(zhì),如果是凝結(jié)水中鐵離子含量較gao,不但易造成鍋爐結(jié)生鐵垢,而且會(huì)增加鍋爐的腐蝕,影響鍋爐的安全運(yùn)行。
對(duì)于匯集點(diǎn)壓力不一致的問題可以采用壓力等級(jí)相當(dāng)分類收集回收利用。按照蒸汽冷凝水回收壓力大小分類集中匯集回收,防止因?yàn)閴毫Σ灰恢聦?dǎo)致回收不完全的現(xiàn)象。
冷凝水水質(zhì)是影響鍋爐安全運(yùn)行的重要因素之一,因此,對(duì)于冷凝水的水質(zhì)處理尤為重要。冷凝水回收管道的金屬腐蝕主要是因?yàn)檎羝淠到y(tǒng)中的CO2 及O2 所引起的。CO2 和O2 主要來自鍋爐補(bǔ)給水,在理論上除氧器應(yīng)將游離CO2 全部除去,但給水中經(jīng)常有一定量的游離CO2 及O2 存在,并且給水中含有的碳酸化含物:CO32- 和HCO3- , 進(jìn)入鍋爐后會(huì)部分分解,放出CO2 :
(1)2HCO3- → CO2 ↑ + H2O + CO32-
(2)CO32- + H2O → CO2 ↑ + 2OH -
生成的CO2 被蒸汽帶出鍋爐,隨蒸汽一起經(jīng)管路送至用熱設(shè)備,蒸汽換熱后產(chǎn)生的冷凝水中就有了游離CO2 存在,CO2 會(huì)使冷凝成水或在濕蒸汽顯酸性,水中CO2 雖然只顯弱酸性,但由于蒸汽一般都比較純凈,冷凝成水后緩沖性很小,少量的CO2 就會(huì)使其pH 值顯著降低。如當(dāng)每升純水中溶有1mg CO2 時(shí),水的pH 值便可由7.0 降至5.5 左右。值得注意的是,弱酸的酸性不能單憑pH 值來衡量,因?yàn)槿跛嶂挥幸徊糠蛛婋x,隨著腐蝕的進(jìn)行,消耗掉的H+ 會(huì)被弱酸繼續(xù)電離所補(bǔ)充。
(3)CO2 + H2O → H+ + HCO3-
大量現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)表明蒸汽通過換熱后冷凝水PH 值一般為5.5--6.0。游離的CO2 腐蝕性受溫度影響較大,當(dāng)冷凝水溫度gao時(shí),碳酸的電離度增大,會(huì)大大促進(jìn)腐蝕,鋼材受CO2 腐蝕而生成的腐蝕產(chǎn)物是可溶的,在金屬表面不易形成保護(hù)膜,它的腐蝕特點(diǎn)是使金屬減薄,產(chǎn)生鐵的腐蝕物。
(4)2H2CO3 + Fe → Fe(HCO3)2 + H2
金屬腐蝕速度取決于溫度與CO2、O2 濃度,當(dāng)PH < 6 時(shí),碳鋼在冷凝水中腐蝕速度與碳酸濃度成正比,PH 值度較低時(shí)腐蝕產(chǎn)物可溶解,從而使冷凝水被大量鐵離子污染。同時(shí)溶解氧對(duì)系統(tǒng)管路的腐蝕也是不可忽視的。冷凝水中的O2 是隨蒸汽帶來的。它的腐蝕產(chǎn)生物是Fe3O4 與FeO 及含水氧化物的生成物,它會(huì)使鋼管產(chǎn)生腐蝕坑。當(dāng)冷凝水系統(tǒng)中同時(shí)存O2 與CO2 時(shí)會(huì)使鋼的腐蝕更嚴(yán)重,CO2 使水呈微酸性破壞管路保護(hù)膜,隨著O2 含量增加會(huì)使鋼管呈或大或小的潰瘍狀態(tài),使腐蝕加快,結(jié)果是冷凝水呈磚紅色、鐵含量大,鋼管穿孔。常見的蒸汽管道和冷凝水管道腐蝕穿孔就是這個(gè)原因。
根據(jù)冷凝水鐵離子含量gao的原因分析,造成腐蝕的原因主要是水中含有CO2 和O2。(1)采用閉式冷凝水回收系統(tǒng)進(jìn)行回收。(2)冷凝水回收系統(tǒng)藥物處理,可采用投藥的方法促進(jìn)金屬管路內(nèi)壁表面鈍化的方式,使金屬管道內(nèi)壁形成一層有效的保護(hù)膜,隔離呈酸性的冷凝水與水中含有的游離O2 與金屬內(nèi)壁接觸;同時(shí)藥劑能使進(jìn)入冷凝水管路的冷凝水呈堿性而防止金屬酸腐蝕。(3)冷凝水回收系統(tǒng)管道采用不銹鋼管道,可有效防止CO2 和O2腐蝕給冷凝水中帶入鐵離子進(jìn)入鍋爐。
采用在鍋爐水汽系統(tǒng)投藥的方法可使冷凝水含鐵量降到每升0.1 毫克以下,并且堿度、PH 值、硬度、氯根均符合給水標(biāo)準(zhǔn),爐水品質(zhì)完全可以比回收前提gao,并且可以降低排污率,水處理設(shè)備用鹽量也會(huì)大幅度下降,因?yàn)殄仩t給水主要部分采用了冷凝水,水處理設(shè)備制的軟水只做為了鍋爐需要的少量的補(bǔ)充水。
鍋爐蒸汽冷凝水保護(hù)劑為液態(tài),通過活塞泵將藥投入鍋爐給水管道中或分汽缸輸出管路中隨蒸汽進(jìn)入管網(wǎng)。另外,鍋爐用戶應(yīng)采取措施保證冷凝水管道都充滿水(注意:冷凝水回收管道一定要插入水箱水位線以下,或者全部密閉回收,以保證空氣不進(jìn)入管道內(nèi)),防止氧氣進(jìn)入;目的是防止冷凝水中溶解氧含量gao而被腐蝕,提gao冷凝水管道使用壽命。在冷凝水管進(jìn)入給水箱或凝結(jié)水箱之前應(yīng)設(shè)置旁路排放閥和取樣點(diǎn),冷凝水經(jīng)常取樣化驗(yàn),可及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)泄漏并及時(shí)處理,避免給水受污染,確保鍋爐安全運(yùn)行。
蒸汽簡(jiǎn)述
蒸汽已伴隨著機(jī)車和工業(yè)革命走過了幾個(gè)世紀(jì),迄今為止,已成為現(xiàn)代工業(yè)不可或缺的一部分。沒有蒸汽,現(xiàn)代工業(yè)就不可能存在,或者說不會(huì)像現(xiàn)在這樣發(fā)展的這么好。蒸汽的使用為能量的輸送提供了一種可控制的方法,將能量從鍋爐房輸送到使用現(xiàn)場(chǎng)。蒸汽的輸送過程就是一種能量傳遞過程。 蒸汽是應(yīng)用zui廣泛的熱量載體之一,它廣泛應(yīng)用于工業(yè)系統(tǒng),例如,發(fā)電、空間加熱 和制程應(yīng)用中。
地球上水資源相對(duì)豐富,當(dāng)水汽化變成蒸汽后,會(huì)成為安全、gao效的能量載體,蒸汽攜帶的熱量相當(dāng)于同等質(zhì)量水所能攜帶熱量的5~6倍。當(dāng)水在鍋爐中被加熱,它開始吸收熱量,根據(jù)鍋爐內(nèi)壓力的不同,水會(huì)在特定的溫度下汽化成蒸汽。 這時(shí)蒸汽內(nèi)蘊(yùn)藏著大量的熱能,這些熱量可以在制程中或空間加熱時(shí)再釋放出來。在gao壓下產(chǎn)生gao溫蒸汽,壓力越gao,蒸汽溫度也越gao,蒸汽內(nèi)蘊(yùn)含的熱量就越多,做功的潛力也更大。蒸汽可以方便、gao效、遠(yuǎn)距離地輸送。由于蒸汽的流動(dòng)是依靠管道內(nèi)的壓力降,因此不需要循環(huán)泵系統(tǒng)。由于蒸汽的熱容量很gao,所以在gao壓下僅需要很小口徑的管道就可以輸送大量的熱量,到用汽點(diǎn)再進(jìn)行減壓利用。與其它傳熱介質(zhì)相比,蒸汽管道安裝簡(jiǎn)單、成本較低等特點(diǎn)。由于飽和蒸汽的壓力和溫度有直接的關(guān)系,通過控制飽和蒸汽的壓力,就可以很容易地控制傳輸?shù)哪芰?,現(xiàn)代蒸汽控制技術(shù)能夠非??斓貙?duì)制程的變化作出反應(yīng)。蒸汽可以間接,也可直接噴射來加熱產(chǎn)品,它可以充滿整個(gè)空間,在恒定的溫度下釋放熱能,消除了熱傳遞過程中沿?fù)Q熱流程的溫度梯度,在gao溫導(dǎo)熱油和熱水換熱器中這種溫度梯度司空見慣,溫度梯度的存在會(huì)導(dǎo)致諸多的質(zhì)量問題。
工業(yè)能源大戶一直在追求能量效率zui大化、產(chǎn)品成本和管理費(fèi)用zui小化。提gao能量利用效率的方法包括監(jiān)督和管理相關(guān)部門的能量消耗,通過合理的計(jì)劃、系統(tǒng)的維護(hù)等手段gao效使用熱能,現(xiàn)在蒸汽控制可以網(wǎng)絡(luò)工具,實(shí)現(xiàn)智能控制。
蒸汽不僅是優(yōu)良的熱量載體,還可以用來殺菌, 所以廣泛應(yīng)用在食品、醫(yī)藥、人體健康等工業(yè)以及醫(yī)院的消毒裝置上,蒸汽可以應(yīng)用在大到石化,小到洗衣店,更多的應(yīng)用包括:造紙、紡織、釀造、食品、橡膠和建筑中的加熱和加濕等等。蒸汽同時(shí)也是一種非常安全的流體,它不會(huì)產(chǎn)生火花,也不會(huì)導(dǎo)致火災(zāi),很多石化工廠采用蒸汽滅火系統(tǒng),它可以應(yīng)用在危險(xiǎn)區(qū)域和爆炸環(huán)境中。