蒸汽凝結(jié)水安全高效回收研究

蔣建文 王建恩 朱世波 高敏

摘 要：對(duì)回收的冷凝水進(jìn)行集中在線監(jiān)測(cè)并連鎖保護(hù)，監(jiān)測(cè)合格后方可利用，多增加一道保護(hù)屏障。將各車間的凝結(jié)水統(tǒng)一進(jìn)入凝結(jié)水閃蒸系統(tǒng)，凝結(jié)水產(chǎn)生的閃蒸汽送除氧器利用，閃蒸后的凝結(jié)水進(jìn)行電導(dǎo)率和pH雙重監(jiān)測(cè)，合格后泵送至除氧器。水質(zhì)超標(biāo)時(shí)，超標(biāo)凝結(jié)水與除氧器補(bǔ)水（除鹽水）換熱，溫度降至30℃以下排入污水處理系統(tǒng)，換熱升溫后的除鹽水進(jìn)入除氧器。

關(guān)鍵詞：蒸汽凝結(jié)水;焓值;閃蒸;在線監(jiān)測(cè);回收

中圖分類號(hào)：TB 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.27.104

云錫文山鋅銦冶煉有限公司冶煉系統(tǒng)采用沸騰焙燒+中性浸出+低酸浸出+三段凈化+電解+熔鑄的主工藝流程，渣處理采用二氧化硫還原浸出+沉銅脫砷+石灰預(yù)中和+石灰石沉銦+赤鐵礦沉鐵的工藝流程。于2018年8月投產(chǎn)，一次投產(chǎn)成功，目前已全線達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)，部分關(guān)鍵工藝為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。

公司兩臺(tái)中壓余熱鍋爐，壓力為4.2MPa，渣處理爐余熱鍋爐額定蒸發(fā)量為35t/h，鋅焙燒爐余熱鍋爐額定蒸發(fā)量為37t/h;一臺(tái)熱管鍋爐，壓力為0.6MPa，蒸發(fā)量為13t/h，合計(jì)每小時(shí)產(chǎn)生85t飽和蒸汽。鍋爐參數(shù)如表1。

中壓余熱鍋爐產(chǎn)生的 4.2MPa 的飽和蒸汽送至余熱發(fā)電站后，其中約25t/h直接經(jīng)高壓減壓閥減壓至2.5MPa后，供向中壓蒸汽管網(wǎng);其余蒸汽則進(jìn)入背壓式汽輪發(fā)電機(jī)組膨脹做功，蒸汽熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，最終轉(zhuǎn)化為電能，從汽輪機(jī)排汽口排出后，蒸汽壓力降到 0.8MPa，供向低壓蒸汽管網(wǎng)。當(dāng)汽輪發(fā)電機(jī)組停機(jī)或故障時(shí)，高壓蒸汽則直接通過低壓減壓閥減壓至08MPa。熱管鍋爐產(chǎn)生的低壓蒸汽供硫酸水處理車間內(nèi)部使用，全廠蒸汽分配圖如圖1。

1 現(xiàn)狀

1.1 蒸汽冷凝水回水現(xiàn)狀

目前，公司加壓除鐵車間除鐵前液換熱器、廢電解液石墨換熱器每臺(tái)加熱器配置一套閉式汽動(dòng)加壓凝結(jié)水回收設(shè)備，凝結(jié)水回收至除氧器作為鍋爐補(bǔ)水;硫酸水處理車間胺液解吸蒸汽冷凝水采用電泵閉式加壓回水，回收至除氧器作為鍋爐補(bǔ)水;浸出車間、凈液車間采用電泵開始加壓回收，回收至除氧器作為鍋爐補(bǔ)水。雖然在每路回收管道上都安裝水質(zhì)在線監(jiān)控連鎖保護(hù)裝置，檢測(cè)到水質(zhì)超標(biāo)，立即切換排放。因蒸汽間接換熱介質(zhì)均為酸性，偶爾出現(xiàn)因換熱器腐蝕通漏而使蒸汽冷凝水受污染的情況，由于中間沒有緩沖裝置及集中檢查裝置，回水直接進(jìn)入除氧器，若切換不及時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致鍋爐爐水受污染，水質(zhì)不合格的情況發(fā)生，風(fēng)險(xiǎn)較大。蒸汽冷凝水回水如圖2所示。

1.2 蒸汽管道疏水現(xiàn)狀

公司高、中、低壓蒸汽管道疏水閥全采用熱動(dòng)力式疏水閥，該疏水閥在使用過程中效果不太好，綜合表現(xiàn)出易堵塞、易失效、漏氣大等特點(diǎn)，這是由于該類疏水閥的工作原理導(dǎo)致的，也是該類疏水閥的通病。

1.3 除氧器乏汽排汽現(xiàn)狀

公司除氧器為旋膜式除氧器，處理量為100t/h，運(yùn)行壓力為0.02MPa，除氧器乏汽排汽量約為0.5t/h。目前，除氧器排汽為直排，此部分蒸汽未回收利用。

1.4 鍋爐排污現(xiàn)狀

公司余熱鍋爐連續(xù)排污、定期排污都接入排污擴(kuò)容器，經(jīng)擴(kuò)容閃蒸后排放，按2%的排污率計(jì)算，排污量為2t/h左右，此部分余熱未回收利用，如圖3、圖4所示。

2 凝結(jié)水的價(jià)值

蒸汽凝結(jié)水是蒸汽釋放潛熱后的產(chǎn)物，有較高的回收價(jià)值，蒸汽潛熱利用完后，就變成了含有蒸汽潛熱的高溫凝結(jié)水，大多數(shù)用氣設(shè)備是利用蒸汽的潛熱，排出的是飽和的蒸汽凝結(jié)水。因此，蒸汽凝結(jié)水的價(jià)值體現(xiàn)在水值和熱值兩個(gè)方面，凝結(jié)水的回收利用也包括水的回收利用和熱的回收利用兩個(gè)方面。表2列出不同壓力下凝結(jié)水熱值與蒸汽總熱焓和蒸汽潛熱的對(duì)比，其中比例為同一壓力條件下飽和凝結(jié)水的焓占飽和蒸汽總焓的百分比。

3 改造方案

改造方案流程圖如圖5所示。

3.1 蒸汽冷凝水回水改造

對(duì)回收的冷凝水進(jìn)行集中在線監(jiān)測(cè)并連鎖保護(hù)，監(jiān)測(cè)合格后方可利用，多增加一道保護(hù)屏障。將各車間的凝結(jié)水統(tǒng)一進(jìn)入凝結(jié)水閃蒸系統(tǒng)，凝結(jié)水產(chǎn)生的閃蒸汽送除氧器利用，閃蒸后的凝結(jié)水進(jìn)行電導(dǎo)率和pH雙重監(jiān)測(cè)，合格后泵送至除氧器。水質(zhì)超標(biāo)時(shí)，超標(biāo)凝結(jié)水與除氧器補(bǔ)水（除鹽水）換熱，溫度降至30℃以下排入污水處理系統(tǒng)，換熱升溫后的除鹽水進(jìn)入除氧器。

3.2 蒸汽管道疏水改造

重新選型，對(duì)在用的熱動(dòng)立式疏水閥進(jìn)行更換。經(jīng)了解，倒吊桶式（機(jī)械型）疏水閥具有密封好、防沖擊，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。其核心是一個(gè)能把桶提起的力放大，并在受壓的情況下打開閥門的杠桿系統(tǒng)，該系統(tǒng)中沒有固定支點(diǎn)，不會(huì)磨損和產(chǎn)生卡阻。同時(shí)由于桶的底部是開口的，所以能經(jīng)受住水擊。其排水方式為連續(xù)排水，且奈背壓能力較高。

3.3 除氧器乏汽排汽改造

將除氧器乏汽排汽管通過一根管線連接，將乏汽輸送到一臺(tái)新增的高效管式換熱器，利用常溫除鹽水將乏汽冷卻，回收利用除氧器乏汽的熱量，被加熱的除鹽水回到除氧器使用。

3.4 鍋爐排污水的改造

通過新增管線，將兩臺(tái)中壓余熱鍋爐的排污水分別引至新增的閃蒸罐中，閃蒸0.02MPa的閃蒸汽，將閃蒸汽引至除氧器中使用，以減少除氧器的新蒸汽使用量。

4 結(jié)論

蒸汽凝結(jié)水的回收利用是降本增效的一項(xiàng)重要舉措，通過改造，將使公司的蒸汽冷凝水得到安全、高效的回收利用，在節(jié)能、節(jié)水、減排的同時(shí)，還產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]壓力管道規(guī)范 工業(yè)管道（GB/T 20801-2006）[S].