[摘 要] 蒸汽冷凝水的回收可以提高能源利用效率，达到节能减排的目的。本文论述了蒸汽冷凝水的三种回收及利用方式，并用实例分析冷凝水回收再利用的经济效益，指出冷凝水回收利用中存在的问题。

[关键词] 蒸汽 冷凝水 二次闪蒸蒸汽 循环喷射泵 用热设备 冷凝水自动泵

目前蒸汽的使用在工业企业中越来越广泛，用量也非常大，而实际上被使用的仅仅是蒸汽的潜热，蒸汽的显热-冷凝水所具有的热量几乎没有得到利用。蒸汽在用热设备中放出汽化潜热后，变成同温同压下的饱和冷凝水，其热量可达到蒸汽热量20%，且压力、温度越高，冷凝水的热量越大。蒸汽冷凝水的回收利用，就是通过回收由用热设备的疏水阀排放出来的高温冷凝水，这部分水的品质达到或接近纯水，可直接作为蒸汽锅炉的补水，也可用于采暖，或其它形式的热交换，冷凝水的再次利用，不仅降低能耗，也可节约锅炉给水或工业用水，节省水处理费用和自来水费。

1、蒸汽冷凝水回收方式

目前冷凝水回收方式可分为大气开放式，密闭式，循环喷射泵式三种。这三种方式在发展历史、使用现状、投资额度及回收效率方面各有不同，下面就分别进行介绍，并以某汽车生产企业为例对冷凝水回收的经济效益进行分析。

1.1大气开放式冷凝水回收系统

大气开放式冷凝水回收系统是一种比较老的冷凝水回收系统，这种方式在五十年代建成的供热系统中较为普遍。系统原理如图1所示。

该系统的工作原理是：从主蒸汽管送来的蒸汽经降温降压阀后达到各用热设备的工艺要求进行供汽，各用热设备所产生的冷凝水分别由各自的疏水阀排出，通过排水管送到扩容膨胀箱。在扩容膨胀箱中冷凝水的压力降到一个大气压，温度降到100℃左右，在此同时产生二次闪蒸蒸汽，通过蒸汽排放管排入大气，剩下的冷凝水大都由热水泵打入锅炉或锅炉给水箱。也有的把剩余的冷凝水作为一般工业或生活用水。显然，这是一种非常古老而收益不明显的办法，然而目前多数老企业仍在使用这种回收方式。

该系统的优点是：（1）由于回收管路的一端敞开向大气，即冷凝水的集水箱敞开于大气。当冷凝水的压力较低，靠自压不能达到再利用场所时，利用高温水泵对冷凝水进行压送。因为在疏水管网中取得了最大的压差，使疏水阀排放出的冷凝水有足够的压力去克服流动阻力。所以往往在冷凝水疏水管尺寸足够大的情况下不产生冷凝水汽阻现象。（2）回收系统设备简单，设计施工要求低，投资少，操作方便。它的主要缺点是系统占地面积大，所得的经济效益差、对环境污染较大，且由于冷凝水直接与大气接触，冷凝水中的溶氧浓度提高，易产生设备腐蚀。而且毫无节制的排放二次闪蒸蒸汽，致使冷凝水回收利用的经济效益明显降低。假设疏水阀排出的冷凝水温度为150℃，那么将有30%的热量，有10%的冷凝水通过二次闪蒸蒸汽的排放损失掉。以上只是在疏水阀不漏汽的条件下估算的，如果有的疏水阀漏汽，这样从扩容器上方的蒸汽排放管排走而浪费的热量就更为可观。这种系统适用于小型蒸汽供应系统，冷凝水量较小，二次蒸汽量较少的系统。使用该系统时，应尽量减少二次蒸汽的排放量。

1.2密闭式冷凝水回收系统

该系统是近几年来采用得较多、较为先进的一种冷凝水回收方式。随着节能工作的深入开展，不少原有的大气开放式系统也在逐步改造为密闭式系统，原理如图2所示。

该系统中冷凝水所具有的能量大部分通过一定的回收设备直接回收到锅炉里，冷凝水的回收温度仅丧失在管网降温部分，由于封闭，水质有保证，减少了回收进锅炉的水处理费用。系统的工作流程是由各用热设备的疏水阀排出的冷凝水，通过集管流入集水箱（该箱内的压力可根据工作情况调节溢流管和排气管上的阀门来控制）。集水箱中的水通过止回阀进入冷凝水自动泵，然后由自动泵将冷凝水打回锅炉。同时在冷凝集水水箱中闪蒸的二次蒸汽及冷凝水自动泵的排气，通过排气管进入软水箱中，以水浴方式吸收。

该系统的优点是：冷凝水的二次闪蒸蒸汽得到了充分的利用，特别是采用了冷凝水自动泵（这种泵不耗高品位的电能，而只使用少量的蒸汽），把冷凝水直接打回锅炉。这样既节约了热水泵及其用电，又能安全可靠地自动给锅炉回送冷凝水。当然与上述的大气开放式相比，投资相对要高些，设备的工作寿命长，操作不方便，但从长远的角度来看，采用这种冷凝水回收系统回收的经济效益好。这种比较先进的冷凝水回收系统，不但节能，而且避免了采用热水泵给冷凝水加压时的一系列难于解决的问题。冷凝水自动泵的安装位置必须高于锅炉水位1.5至2米左右，这样才能保证把冷凝水直接打入锅炉中，否则，只能是冷凝水达到一定的扬程。目前，这种冷凝水回收系统虽然不普遍，但有发展前途，是值得提倡和推广的。

该回收项目的经济效益则从以下几个方面进行分析：

1)闭式回收系统封闭运行，压力提高而减少漏汽量产生的效益；

2)冷凝水的回收以节约软化水的价值和节约自来水的价值；

3)冷凝水回收使锅炉进水温度提高，节约燃料耗量。

当然，还有一定的社会效益。通常，我们采用工程技术中常采用的投资回收年限来确定项目投入的合理性和可行性。

1.3循环喷射泵式冷凝水回收系统

循环喷射式冷凝水回收系统的工作原理如图3所示。

当循环泵和喷射泵工作时，在喷射泵中产生比冷凝水压力低得多的负压，而将冷凝水吸入泵中，随循环软水喷出，与锅炉给水泵一起，提供锅炉给水。这种系统的特点是没有回收二次闪蒸蒸汽的麻烦，但由于采用了循环泵，增加了电能消耗量。因此，目前采用这种冷凝水回收系统的企业并不多。也由于它的电耗过高，所以并没有得到广泛的推广使用。

2、举例分析蒸汽冷凝水回收的经济效益

现在就以某汽车生产企业采暖用蒸汽为例，对蒸汽冷凝水回收的经济效益进行简单的分析。该厂采暖面积约为13万平方，冬季使用热水采暖，用蒸汽通过汽水交换器加热采暖系统循环水的方式，蒸汽经过交换器后所产生的冷凝水一部分作为采暖系统的补充水，剩余部分则经冷凝水管道流回锅炉房软化水箱（如图4所示）。

热交换器在二层平台上，冷凝水靠重力流到冷凝水箱，通过补水泵打入采暖系统作为补水，而剩余部分也是靠自然压力流回锅炉房中间箱，再用给水泵打到省煤器作为锅炉给水。

2010年采暖季用蒸汽约7万吨，产生的冷凝水按90%计算，即6.3万吨，软化水的成本价按3倍的自来水价格计算，自来水每吨2.6元，则软化水每吨7.8元，每年可节约水费49.14万元。冷凝水温度为90℃，自来水温度为20℃，原煤热值按5000kcal/kg计算，则每回收1吨冷凝水可节约原煤14kg，回收6.3万吨冷凝水可节约原煤882吨，每吨原煤按800元计算，则每个采暖季可节约燃料费用70.4万元。每个采暖季可节约能源费用约120万元，而且减少污染和排放，同时产生一定的社会效益。

3、冷凝水回收中存在的主要问题

虽然冷凝水回收经济效益可观，但在一些企业中却未普遍实施，其主要原因是目前冷凝水回收中存在的以下问题：

1）疏水阀的安装、使用、维护不当，疏水阀的质量低劣，严重影响了冷凝水的回收和利用。

2）目前冷凝水回收系统中，对二次闪蒸蒸汽有回收手段的企业很少，大量的二次闪蒸蒸汽对空排放损失了很多的能量。要避免这项损失，可以采取下列措施：

（1）使从回水管回流的冷凝水通过换热器，将冷凝水的温度降到100℃以下，冷却介质可使用冷的软水。这样通过热量交换既提高了锅炉给水温度，又防止了二次闪蒸蒸汽的产生。

（2）将回流的高温冷凝水扩容闪蒸，然后通过汽水分离器，汽水热交换器来凝结二次闪蒸蒸汽。也可将二次闪蒸蒸汽用于软水除氧。

3）在冷凝水回收量大、温度高的情况下，往往可使普通热水泵无法正常工作，所以此时最好采用冷凝水自动泵来代替普通热水泵，这样可以减少一系列的麻烦。

4）在用汽点分散的企业中，在进行冷凝水回收利用的设计前必须进行经济性可行性分析，因地制宜地采用较为经济的回收形式。原则上应尽可能地将冷凝水打回锅炉，而不是作为一般用水。

5）有的企业冷凝水有可能被污染，因此不能直接送回锅炉，只有在对冷凝水的水质有自动监测净化设施的条件下，才可以将冷凝水送回锅炉，这样将会提高回收成本，否则只能利用二次闪蒸蒸汽的潜热和冷凝水的部分显热，而水只能排放到地沟。

4、结束语：

从目前的冷凝水回收状况来看，冷凝水回收还有巨大的潜力，随着科学技术的进步和企业的持续发展，冷凝水回收技术水平的提高及回收成本的降低，冷凝水回收和利用的步伐会不断加快。

参考文献：

[1]汤学忠主编动力工程师手册 北京机械工业出版社 1999.7

[2]王加璇、张恒良动力工程热经济学 北京水力电力出版社 1995